수백개의 세포가 보내는 신호 측정

당신은 일출의 장엄한 색조를 어떤 신경회로로 볼 수 있는가를 궁금해 한 적이 있는가?

미국 캘리포니아 대학의 연구팀은 최초로 인간이 컬러를 어떻게 처리하는지에 관련된 신경회로의 구조와 다수의 시력 문제에 대한 새로운 치료법을 발견할 수 있다고 발표했다.

이 연구팀은 시력에 필요한 눈 표면의 안쪽에 있는 빛에 민감한 조직인 망막 연구를 위해 정교한 기록 장비를 사용하여 이를 규명했다.

그동안 망막은 인풋세포인 광수용체, 처리세포, 아웃풋 세포(신경절)로 이루어진 신경조직의 구조층을 가지고, 광수용체는 두 가지 형태, 즉 간상세포는 흑백을 구별하고 원추세포는 신호를 받아들이고 빛의 파장들을 구별하여 색깔을 볼 수 있는 것으로만 알려져 왔다.

그러나 이제는 이 신호들이 망막에 어떻게 결합되어 아웃풋 세포에 의해 뇌까지 전달되는지에 대해서 이론이 분분하였는데, 이 전극 배열판 개발로 원추 수용기 세포와 신경절 사이의 연결 패턴에 대한 수수께끼가 해결됐다.

또한, 영국 글래스고 대학교의 과학자들은 세포의 활동율을 측정할 수 있는 519개의 미세 전극판을 개발, 이러한 의문점을 해소하게 됐다.

연구진의 Keith Mathieson 박사는 시력과 관련된 새로운 치료법을 개발하기 위해서는 망막이 어떻게 작용하는가를 완전하게 이해할 필요가 있다고 지적하고, 이 연구로 “우리가 망막회로를 더 잘 이해할 수 있는 동시에 신경과학의 발전을 위해 매우 중요한 결실을 얻었다”고 말했다.

전극 배열은 지난 5년 동안 개발되었는데, 이는 높은 속도와 큰 공간 정보를 가진 신경 신호를 저장하고 ‘난장이’ 망막 신경절 세포로 알려진 망막에서 밀도가 아주 작게 자리한 아웃풋 세포를 탐지할 수 있다.

Mathieson 의사는 “우리가 개발한 이 전극 배열은 수백 개의 세포가 동시에 보내는 망막 아웃풋 신호를 측정할 수 있고, 전례 없는 해상도와 축적으로 인풋-아웃풋 관계도를 생성할 수 있다”고 말했다.