초파리의 완전한 '뇌 지도' 완성됐다

초파리의 완전한 뇌 지도 완성됐다

초파리의 완전한 뇌 지도 완성됐다

초파리의 완전한 뇌 지도가 완성됐습니다.

 

저 위의 사진을 한번 보십시오. 뭔가 아름답지 않습니까^^ 저게 초파리의 뉴런들이 어떻게 연결되어 있는지를 표시해주는 지도입니다.

 

초파리는 곤충입니다. 인간은 아마 저 초파리의 뇌보다 수백만 배는 정교하겠지요.

 

인간의 뇌 지도는 또 얼마나 복잡할까요. 이런 인간 뇌지도 작성의 첫걸음으로서, 초파리 뇌 지도 작성은 발군의 업적이라고 생각합니다.

 

초파리는 침샘에 거대 염색체가 있어서 유전 연구에도 유용하게 사용되는데, 이렇게 뇌의 연구에 있어서도 큰 도움을 주었네요.

 

그럼 소식 보겠습니다!

과학자들이 초파리 애벌레의 신경세포(뉴런)과 뉴런의 연결점인 시냅스를 전부 규명한 뇌 지도를 작성하는 데 성공했습니다. 지금까지 완성된 뇌 지도 중 가장 복잡한 뇌를 보여주고 있다는 평가입니다.

 

마이클 와인딩 영국 케임브리지대 교수 연구팀은 초파리 애벌레 뇌에 있는 3016개 뉴런과 54만8000개의 시냅스를 나타낸 뇌 지도(커넥톰)를 작성한 연구 결과를 9일(현지시간) 국제학술지 '사이언스'에 발표했습니다.

 

커넥톰은 한 개체의 신경계 안에 존재하는 모든 뉴런의 연결망을 나타낸 지도를 의미합니다. 앞선 연구에선 지렁이나 거머리 등 뉴런의 개수가 수백개에 불과한 곤충에 대한 커넥톰만이 작성됐습니다. 연구팀은 복잡한 의사소통과 학습활동을 수행하는 곤충에 대한 커넥톰이 완성된 것은 이번이 처음이라고 설명했습니다.

 

초파리 애벌레 뇌 구조 밝혀

연구팀은 이번 연구에서 초파리의 애벌레인 '드소로필라 멜라노고터'의 뇌 구조를 밝혔습니다. 양귀비 씨앗보다 작은 애벌레의 뇌 구조를 확인하기 위해 나노 분해능 전자 현미경(EM)을 사용해 매일 6시간씩 1년 6개월동안 애벌레의 뇌를 촬영했습니다. 촬영한 이미지를 컴퓨터 프로그램으로 분석해 뉴런과 시냅스를 정확히 구별한 뒤 각 뉴런과 시냅스가 어떤 역할을 수행하는지 확인했습니다.

 

분석 결과 초파리 애벌레의 뇌에 있는 3016개의 뉴런 중 93%는 모든 개체에게서 나타나는 것으로 확인됐습니다. 개체 별로 조금씩 차이가 있는 나머지 7%의 뉴런은 학습 및 기억 능력과 관련한 기능을 하는 것으로 나타났습니다. 또 전체 뉴런 중 41%는 기존 개체에게 생존을 위한 정보 등을 제공하는 것으로 확인됐습니다. 연구팀은 "초파리들은 마치 하나의 거대한 신경 네트워크를 이루고 있었다"고 설명했습니다.

연구팀은 또 54만8000개의 시냅스를 역할에 따라 4개 유형으로 분류했습니다. 대부분 시냅스는 확습된 정보를 뇌에 입력하는 데 사용됐습니다.

연구팀은 "이번 연구를 통해 확인된 초파리의 뇌 구조와 작동 방식은 인공지능(AI)이 기계학습을 하는 방식을 개발하는 데 도움이 될 수 있다"며 "미래 인간 뇌의 작용 원리를 확인하는 데 도움이 될 수 있다"고 말했습니다.