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[표지로 읽는 과학]포유류 뇌에서 공통점을 찾다

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[표지로 읽는 과학]포유류 뇌에서 공통점을 찾다

2021.10.09 06:00
네이처 7일 표지 BICCN 3차원 뇌세포 아틀라스 첫 공개
네이처 제공
네이처 제공

국제학술지 '네이처'는 7일 다양한 색깔과 길이, 모양의 파이프들이 얼기설기 얽혀지며 사람의 뇌 모양을 이루고 있는 모습을 표지에 실었다.  인간의 뇌는 신경세포(뉴런) 수십 억 개가 서로 수조 개의 시냅스로 연결돼 있다. 전기신호가 뉴런을 타고 이동해 뉴런과 뉴런 사이에서 신경전달물질로 정보가 전달된다. 이런 원리로 뇌는 시각이나 청각, 후각 등 오감을 느끼고 기억, 판단을 하며 팔다리 등 다른 기관이 실제로 움직일 수 있도록 명령을 내린다. 지금까지 뇌과학자들은 뉴런과 시냅스를 분자 단위에서 분석하는 것은 물론, 뇌 영역별로 어떤 일을 하는지 알아내기 위한 연구를 해왔다. 

 

미국립보건원(NIH)은 2017년 인간과 유인원, 쥐 등 포유류의 뇌에 대한 거의 모든 정보가 담긴 '3차원 뇌세포 아틀라스'를 만들기 위해 대규모 뇌과학 프로젝트(BICCN) 연구팀을 구성했다. 이들이 만들고 있는 아틀라스에는 뉴런의 유형을 분자 단위에서 분석한 결과와, 뇌의 해부학적 정보, 뇌 영역별 기능 등 포유류의 뇌에 대한 다양한 데이터를 총망라할 예정이다. BICCN 연구팀은 그간 포유류 뇌의 다양한 세포 유형을 구분해 분류해왔다.

 

BICCN 연구팀은 지금까지 밝혀낸 주요 성과들을 네이처에 공개했다. 뉴런의 다양한 유형과 특정 유형의 세포에 대한 분자 단위의 분석 결과, 그리고 포유류의 뇌에서 움직임을 담당하는 영역(일차운동피질)에 대한 성과 등 논문 17편이 실렸다. 이번에 발표된 연구에 참여한 연구자만 258명이나 된다. 이들이 4년간 분석한 뉴런은 220만 개가 넘으며 염색체 유전정보도 100만 개가 넘는다. 지난달 28일 기준으로 아카이브에 저장된 분자 데이터만 85만 292개로 저장공간이 478Tb(테라바이트·1Tb는 1조 바이트)나 쓰였다.

 

연구팀은 뉴런 간 계층구조와 함께, 뉴런을 약 25개 유형으로 분류했다. 유전정보나 뇌 영역 내 위치 등에 따라 더 상세하게 세부 유형으로도 분류했다. 놀랍게도 이런 유형 패턴은 인간의 뇌뿐 아니라 생쥐나 마모셋원숭이의 뇌에서도 나타났다. 포유류 전반적으로 이런 패턴을 갖고 있으며 뉴런의 이런 특성이 뇌의 전반적인 기능, 이 기능을 위해 정보가 전달되는 경로(신경회로)에서 중요한 역할을 한다는 뜻이다.

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