사람의 머릿속을 훤히 들여다 볼 수 있게 됐다. 조선일보 보도에 따르면, 스탠퍼드대 생물공학과 정광훈(34) 박사와 칼 다이서로스 교수 연구팀이 생쥐의 뇌를 투명하게 만들고 그 안에 있는 신경세포의 3차원 연결망을 하나하나 볼 수 있는 기술을 개발했다. 이에 대해 과학계에서는 "뇌 연구 방법을 근본적으로 변화시킬 신기술"이라고 평가한다.
뇌는 1000억개의 신경세포로 이뤄져 있고, 세포는 각각 1만가지 경로로 연결돼 있다. 복잡한 뇌 신경세포의 3차원 연결망을 알아내려면 사람의 뇌를 1㎜ 두께로 잘라 현미경으로 촬영해야 한다. 하지만 이렇게 하면 시간도 오래 걸리고, 절단면에 있는 수많은 신경세포가 손실되는 문제가 있었다.
정광훈 박사는 뇌를 있는 그대로 볼 수 있는 방법을 개발했다. 뇌가 불투명한 것은 세포막을 이루는 지방이 빛을 차단하기 때문인데, 생쥐의 뇌에 하이드로겔 용액을 주입한 것이다. 하이드로겔은 온도가 높아지면 묵처럼 말랑말랑한 상태로 굳어 세포나 미생물을 키우는 일종의 토양 역할을 많이 한다. 온도를 높이자 신경세포의 단백질과 DNA들은 거미줄에 걸린 파리처럼 하이드로겔 그물에 달라붙었다. 지방 대신 하이드로겔 그물이 지지대가 된 것. 이 덕분에 전류를 흘려 지방을 제거해도 신경세포의 구조가 변하지 않는다.
지방이 사라진 뇌는 빛이 구석구석을 통과해 투명해졌다. 신경세포에 달라붙는 형광물질을 주입했더니 신경세포들이 무수하게 연결된 구조가 눈앞에 드러났다.
과학자들은 뇌 신경세포 연결망을 완전히 해독하면 인지와 기억에 대한 이해는 물론이고, 치매나 우울증 등 각종 뇌 질환을 치료할 방법을 찾을 수 있다고 기대한다.
조선일보에 따르면, 미국 국립보건원(NIH) 프랜시스 콜린스(Collins) 원장이 이번 연구에 대해 "뇌 질환 사망자의 뇌 세부 구조를 신경세포망의 손실 없이 정밀하게 밝혀줄 것"이라고 평가했다고 한다. 정 박사는 "올 하반기부터는 건강한 뇌와 치매 등으로 병든 뇌가 어떻게 다른지를 보여줄 3차원 뇌 지도를 만들겠다"며 "종양 조직검사나 진단에도 이용할 수 있을 것"이라고 말했다.