백세범 KAIST 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 뇌과학 연구에서 널리 사용되는 실험용 쥐의 뇌 이미지를 자동으로 보정하고 규격화한 3차원 지도를 정확하게 얻을 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.
실험쥐의 뇌 분석을 위해서는 뇌를 수많은 단일 세포 크기의 얇은 층(슬라이스)으로 잘라야 한다. 이를 ‘뇌 슬라이스 분석’이라고 한다. 하지만 수많은 슬라이스들을 다시 모아 하나의 3차원 이미지로 복원하는 제대로 된 기술은 없었다. 실험쥐 개체마다 뇌의 세부 구조와 크기가 모두 달라 지도를 표준화하기 어렵기 때문이다. 뇌과학 연구자들은 지금껏 경험에 의존해 입체 구조 분석을 해왔고 그만큼 분석 오차도 컸다.
연구팀은 미국 ‘앨런 브레인 아틀라스(Allen Brain Atlas) 프로젝트’의 데이터베이스를 기반으로 3차원 뇌 지도를 구현하는 기술을 개발했다. 이 지도는 자동으로 뇌 슬라이스들을 모아 뇌세포들의 위치를 보여주고 실험 중 손상·왜곡된 부분의 뇌 이미지도 자동으로 보정해준다.
연구팀은 "3차원 뇌 지도를 통해 실제 뇌세포의 위치를 100마이크로미터(μm·100만분의1미터)의 오차 내에서 정확히 찾아낼 수 있었다"며 "기존의 슬라이스 분석에서는 관측하기 힘들었던 뇌세포 간 정확한 상호 연결 형태를 발견할 수 있는 길을 열었다는 점에서 의미가 크다"고 설명했다.
백 교수는 "이번 연구는 뇌 이미지를 이용하는 모든 연구에 바로 적용할 수 있다"며 "뇌 슬라이스를 이용하는 현재의 다양한 뇌 분석법에 표준적인 기법으로 자리잡을 수 있을 것"이라고 기대했다.
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