Ezs 과학문명/두뇌의 theory

Ezs 오진수 2019. 3. 4. 12:45


한국뇌연구원 코소도 요이치 책임연구원 연구진은 2019년 3월 4일, 인간 유도만능줄기세포(iPS)를 이용해 대뇌피질 신경세포를 대량으로 생산하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 물고기에서 추출한 콜라겐으로 대뇌피질 신경세포가 더 잘 생산될 수 있도록 환경을 조성한 것이 핵심이다.

퇴행성 뇌질환(Degenerative Brain Disease)은 나이가 들어감에 따라 발생하는 질환 중 뇌에서 발생하는 것으로, 뇌 신경계의 정보전달에 가장 중요한 뇌 신경 세포가 사멸하는 등 문제가 발생한다. 과학계는 줄기세포를 이용해 신경세포를 대량으로 만들고, 이를 이용해 향후 손상된 뇌 부위를 복원하면 뇌 질환 치료가 가능할 것으로 기대하고 있다.
뇌연구원은 “실제로 지난해 11월 일본 교토대 연구진이 세계최초로 iPS로 만든 신경세포를 파킨슨병 환자의 뇌에 이식하는 임상시험을 진행했다”며 “사멸한 도파민 생성 신경세포를 새로운 신경세포로 대신해 치료를 시도한 사례가 보고되고 있다”고 연구 배경을 설명했다. 특히 대뇌피질은 지각·생각·기억 등 고등 인지기능 수행하는 만큼, 대뇌피질의 신경세포 감소와 알츠하이머 등 신경 퇴행성 질병은 연관이 있는 것으로 알려졌다.

연구진은 먼저 틸라피아라는 물고기에서 콜라겐을 추출해 젤을 만들고, 이후 iPS를 배양해 신경세포로 분화하는 데 성공했다. 연구진은 콜라겐 젤의 강도를 인간의 뇌와 비슷한 수준인 1500Pa로 제작할 경우 기존보다 대뇌피질 신경세포가 60% 이상 더 생산되는 것을 확인했다. 이보다 낮은 150Pa 강도로 제작한 콜라겐에서는 대뇌피질 신경세포 유전자군(TBR1)과 흥분성 신경세포 유전자군(VGULT1, 2)의 발현량이 현저하게 낮았다.
연구를 진행한 코소도 박사는 “뇌의 강도가 신경세포 분화를 결정하는 중요한 요소라는 것을 밝혔다는 데 의의가 있다”며 “향후 특정 신경세포를 대량으로 만들어 신경 재생 치료에 활용할 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.

특히 연구진은 “인간의 몸을 구성하는 뇌·내장·근육 등의 조직은 서로 강도가 다르고, 나이가 들면서도 강도가 변한다”며 “이번 연구를 통해 다양한 질병에서 나타나는 뇌 조직의 강도를 재현하고 신경세포를 배양해 뇌 질환의 원인과 발병기전을 규명할 것으로 기대한다”고 설명했다. 한편 이번 신경세포를 분화하는 데 이용된 iPS는 체세포로 만든 줄기세포로, 논란의 여지가 되는 배아를 사용하지 않아 윤리적 문제가 없다.

허정원 기자 heo.jeongwon@joongang.co.kr

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Ezs 과학문명/두뇌의 theory

Ezs 오진수 2019. 2. 18. 10:51

입력 2019.02.18.


(서울=연합뉴스) 한성간 기자 = 늦게 자고 늦게 일어나는 '저녁형 인간'(night owl)은 일찍 자고 일찍 일어나는 '아침형 인간'(morning lark)에 비해 뇌 기능에 근본적인 차이를 보인다는 연구결과가 나왔다.

영국 버밍엄대학 인간 뇌 건강센터(Center for Human Brain Health)의 엘리스 페이스-차일즈 박사 연구팀은 '저녁형 인간'은 '아침형 인간'과는 달리 낮 시간대에 뇌 기능이 떨어지고 저녁 시간대에 뇌 기능이 올라가 전형적인 '오전 9시~오후 5시 일과' 시스템과는 맞지 않는다는 연구결과를 발표했다고 메디컬 뉴스 투데이가 17일 보도했다.

연구팀은 취침 시간이 평균 새벽 2시 30분, 기상 시간이 아침 10시 15분인 '저녁형 인간' 22명과 취침 시간이 밤 11시 직전이고 기상 시간이 아침 6시 30분인 '아침형 인간' 16명을 대상으로 뇌의 디폴트 모드에 해당하는 '휴지기 뇌 연결도'(resting brain connectivity)를 MRI로 촬영하고 아침 8시부터 저녁 8시 사이에 일련의 뇌 기능 테스트를 진행했다. 이와 함께 낮 시간에 얼마나 졸리는지도 물어봤다.

그 결과 '저녁형 인간'은 전형적인 일과 시간대에서 의식의 유지와 관련이 있는 뇌 부위들의 '휴지기 뇌 연결도'가 하루 내내(아침 8시부터 저녁 8시까지) 낮은(low) 것으로 나타났다.

이 때문에 주의력과 반응 속도가 떨어졌다. 또 졸림도 지속됐다. 특히 아침 시간대에 이런 현상이 심했다.

반면 '아침형 인간'은 특히 아침 시간대에 주의력과 반응 속도가 가장 빠르고 졸림도 가장 덜 했다.

'아침형 인간'은 또 작업 수행, 각성과 연관이 있는 뇌 부위들의 '휴지기 뇌 연결도'가 하루 일과의 모든 시간대에서 높은 것으로 나타났다.

이에 비해 '저녁형 인간'은 저녁 8시쯤이 주의력과 반응 속도가 가장 빨랐고 졸음도 가장 덜 했다. 그나마도 '아침형 인간'의 피크 성적에는 못 미쳤다.

결국 '저녁형 인간'은 일반적인 일과 시간대에는 뇌 기능이 저하된 상태가 돼 생물학적 시간(biological time)과 사회적 시간(social time)이 일치하지 않는다는 것이다.

말하자면 '시차피로'(jet leg)를 겪는 셈이라고 연구팀은 설명했다.

이 연구결과는 미국 수면장애학회(American Sleep Disorders Association) 학술지 '수면'(SLEEP) 최신호에 발표됐다.

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