파리의 뇌를 고해상도로…

최근 연구에 따르면 파리의 뇌에는 800억 개가 넘는 신경세포가 모두 7,000여 개 시냅스 결합을 하고 있다고 한다. 파리의 뇌는 당연히 작다. 하워드휴스의학연구소 에릭 베치그(Eric Betzig) 소장은 단일 세포가 아니라 다세포 상황에서 고해상도로 나타내는 생체 조직을 이해하기 위한 기법을 이용했고 파리의 뇌를 영상화하기 위해 팽창 현미경법과 격자 라이트시트현미경(Lattice light-sheet microscopy)법 2가지 종류 현미경을 결합해 작은 파리의 뇌를 세부 사항까지 촬영했다고 한다.

팽창현미경법으로 먼저 주목할 만한 특징을 형광 단백질로 표시하고 고분자 겔과 결합한다. 효소가 생물 조직을 소화하고 물을 더해 폴리머를 확대하고 형광 단백질로 표시한 부분은 확대 이전 모양을 유지한다.

그런데 이 방법만으로 확대한 파리의 뇌를 영상화하려면 20조 복셀과 3D 픽셀이 필요해 전자 현미경으로도 몇 주가 걸릴 수 있다. 연구팀은 팽창현미경 외에 격자 라이트시트현미경을 이용해 레이저 빛 시트를 이용해 샘플을 이미지화, 시간을 단축해 배경 소음을 줄이는 데 성공했다고 한다. 그 결과 수십 나노미터 단위로 관찰 결과를 볼 수 있었다는 것이다.

다만 이 같은 방식으로 인간의 뇌를 영상화하는 건 지금 시점에선 불가능하다고 한다. 쥐의 뇌 일부 이미지(사진 위)에 대해선 성공했지만 파리와 쥐의 뇌에도 차이가 크다. 앞으로 더 파리의 뇌를 고해상도로 영상화할 수 있게 되는 날도 머지 않은 듯하다. 뇌의 특징은 개체마다 다를 수 있어 수많은 샘플과 비교해 뇌의 기능에 대한 이해가 더 깊어질 것으로 보인다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.