뇌신경세포의 활동 정도를 기능성자기공명영상(fMRI)의 BOLD 신호로 명확하게 규명할 수 있다는 사실을 한국인 과학자가 최초로 증명해냈다.

국가수리과학연구소(NIMS)는 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA) 이진형 교수 연구팀이 광유전자학를 이용해 fMRI 장치로 활성화된 뇌의 영역을 찾아낼 수 있음을 실험을 통해 증명해 냈다고 17일 밝혔다. 이번 연구는 세계 최고의 저널로 꼽히는 과학학술지 '네이처'에 게재됐다.

연구팀은 실험을 통해 뇌 특정 영역 신경세포의 활동이 늘어나면 fMRI의 BOLD 신호(혈액 속에서 산소를 운반하는 헤모글로빈의 농도 변화)로 측정된다는 것을 밝혀냈다. fMRI는 뇌에서 특정 활동 또는 기능을 수행할 때 활성화되는 뇌의 영역을 알아내기 위해 사용되는데, 이때 뇌신경세포의 활동정도를 fMRI의 BOLD 신호 측정을 통해 간접적으로 측정하고 있다.

그러나 그동안 BOLD 신호와 신경세포 활동 정도와의 상관관계가 명확하게 규명되지 않았기 때문에 fMRI 측정 결과에 대한 해석에 많은 이견이 존재해 왔다.

연구소는 "이번 연구결과를 통해 마침내 fMRI와 관련된 논란에 종지부를 찍게 된 것"이라면서 "한걸음 더 나아가 특정영역의 활성화된 신경세포로부터 연결된 신경세포의 활성화를 측정함으로써 기존의 현미경을 이용한 해부학적인 신경세포 연결 연구와 확산텐서영상을 이용한 구조적 연결에 대한 연구에 ofMRI(optogenetic fMRI)을 이용한 인과관계 연결구조 연구라는 새로운 연구영역을 개척하는 성과를 거두었다"고 말했다.

이어 "이러한 인과관계 연결구조 연구는 현재 신경과학계의 큰 화두인 뇌신경망 연결지도 연구에서 지속적으로 제기된 인과관계 연결망 연구에 큰 돌파구를 의미하는 연구결과여서 더욱 큰 의미를 가진다"고 설명했다.

네이처사 측은 "fMRI가 오랫동안 많은 과학자들이 열망해온 살아있는 생명체의 뇌 신경세포 활동을 아무런 손상 없이 측정할 수 있다는 것을 증명했다"면서 "신경망 연결을 연구할 수 있는 무한한 잠재가능성을 가진 새로운 방법을 제시했다"고 평했다.

건강을 위한 첫걸음 - 하이닥 (www.hidoc.co.kr)