🧠 쥐 전체 신경 지도 완성! 초고속 3D 이미징 기술로 40시간 만에 구현
쥐 전신 신경 지도 완성…초고속 3D 이미징으로 뇌부터 말초신경까지 시각화
중국 연구진이 쥐의 뇌에서 말초신경까지 전신 신경망을 3D로 구현하는 데 성공했다. 고속 고해상도 이미징 기술로 커넥톰 연구에 전환점 마련.
뇌에서 장기까지… ‘신경 지도’의 역사적 전환점
과학자들이 쥐의 전신 신경계를 3차원(3D)으로 시각화하는 데 성공했습니다. 뇌와 척수, 나아가 심장·위장 등 말초 장기까지 신경망을 마이크로미터(μm) 단위의 초정밀 해상도로 추적한 것입니다.
이 획기적인 연구는 중국과학기술대학교(USTC)의 궈창 비 교수 연구팀에 의해 진행됐으며, 2025년 7월 10일 국제학술지 Cell에 발표되었습니다.
“전신 수준의 커넥톰(connectome)이 완성됐다”
— Cell 논문 리뷰 중
🔬 연구는 어떻게 진행됐나?
이번 연구의 핵심은 초고속 3D 이미징 기술과 형광 단백질 기반 신경 표지 기법의 결합이었습니다.
주요 기술 개요:
- 조직 투명화
- 지방과 칼슘 등 빛의 산란을 일으키는 성분을 제거
- 조직 내 신경이 형광으로 선명히 보이도록 처리
- 형광 표지 기법
- 유전자 조작으로 특정 뉴런에서 형광 단백질 생성
- 항체와 형광을 결합한 면역 표지법
- 바이러스 전달 방식으로 미세 신경 추적
- 초고속 이미징 시스템
- 생쥐의 신체를 400μm 간격으로 절단하면서 동시에 고해상도 촬영
- 총 200회 촬영, 최대 600μm 깊이까지 내부 구조 확인
- 전체 과정 소요 시간: 단 40시간
🧩 커넥톰(connectome) 연구의 진화
커넥톰(Connectome)은 신경세포 간 연결망을 지도처럼 시각화하는 연구 분야입니다. 하지만 그동안 커넥톰은 주로 뇌에 한정돼 있었습니다.
이번 연구는 뇌를 넘어서 전신으로 확장되었다는 점에서 매우 큰 의미를 지닙니다.
특히 주목할 점은?
- **미주신경(Vagus nerve)**의 궤적이 정확하게 시각화됨
- → 미주신경은 뇌에서 시작해 목, 가슴, 배를 지나 여러 장기로 이어지는 중요한 말초신경
- 중간에 거의 분기하지 않고 목표 장기까지 곧게 이어진다는 점이 명확히 확인됨
- 기존 교과서나 해부학에서도 추정만 하던 신경의 실제 경로가 시각적 근거로 제시됨
🧠 신경 해부학의 데이터 혁신
연구팀은 이번에 확보한 초고해상도 신경 지도 데이터를 일부 온라인에 공개했으며, 전체 데이터셋 탐색을 위한 웹 플랫폼도 구축 중입니다.
기대되는 효과:
- 해부학 교재의 업그레이드
- 신경 질환 연구의 기초 데이터로 활용
- AI 기반 신경망 분석에 활용 가능
- 약물 전달, 신경재생 연구 등에 필수적 참조 자료
💬 연구팀이 전한 말
“기존 시스템은 몇 달에서 수년이 걸렸지만, 우리는 40시간 만에 정밀한 전신 신경 지도를 완성했다.”
— 궈창 비 교수
“해부학자조차 새롭게 받아들일 수 있는 신경 구조들이 발견됐다.”
— 공동 저자 설명
🧬 과학적 의미 & 향후 활용 가능성
이번 연구는 단순한 ‘지도 제작’ 이상의 의미를 갖습니다.
- 전신 신경질환 치료의 정밀 진단 기반
- 로봇신경제어, 인공지능 두뇌모델 연구에 실용화 가능
- 기초 해부학 교육 및 생명과학 데이터베이스의 새 기준
궁극적으로 인간에게 적용할 수 있는 ‘인간 커넥톰’ 구축의 전초기지 역할을 할 수도 있습니다.
🧾 참고 자료 및 링크
- Cell 저널 논문 원문: https://www.cell.com
- 중국과학기술대학교(USTC) 공식 웹사이트: https://en.ustc.edu.cn
이제 과학자들은 쥐의 몸을 구성하는 수많은 신경망의 위치와 구조를 정확히 파악할 수 있게 되었습니다.
단순히 “보는 것을 넘어서, 이해하고 활용할 수 있는 신경 지도”의 시대가 본격적으로 시작된 것입니다.
앞으로 이 기술이 인간 신경계 연구에도 어떤 혁신을 가져올지, 전 세계가 주목하고 있습니다. 🧠✨
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