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안녕, 초파리. 너 요즘 화제더라?

 

안녕. 너도 소식을 들었구나. 초파리 신경 구조 전체를 담은 뇌 지도가 완성됐다는 소식이 지난 10월 2일 국제 학술지 네이처에 게재됐어. 내 뇌는 지름이 약 1mm도 안 되는 작은 크기야. 하지만 내 뇌는 14만 개의 뉴런과 5천만 개 이상의 시냅스가 있을 만큼 복잡한 구조로 구성되어 있지. 연구팀은 “초파리가 보는 시각적인 정보가 뇌 안에서 어떻게 처리되는지, 그리고 어떻게 행동으로 연결되는지 알아낸 최초의 연구”라고 말했어. 

 

정말 놀라워, 그런데 뉴런과 시냅스가 뭐야?

 

뉴런은 신경계를 구성하는 작은 세포를 의미해. 그런데 세포들만 있으면 정보가 연결될 수 없겠지? 이때 시냅스의 역할이 중요해져. 시냅스는 뉴런과 뉴런이 서로 신호를 주고받는 연결 지점이야. 뉴런은 외부 자극이 들어오면 시냅스를 통해 화학물질이나 전기 신호를 주고받을 수 있어. 뉴런과 시냅스의 역할을 알면 초파리가 시각적 정보를 뇌에서 어떻게 받아들이는지 알 수 있단다. 

 

 

뇌 지도를 어떻게 완성했어?

 

연구팀은 성체 암컷 초파리를 이용해 뇌 지도를 완성했어. 먼저, 연구팀은 전자 현미경으로 성체 암컷 초파리 뇌 사진을 촬영했어. 전자현미경은 물체를 구별할 수 있는 능력인 분해능이 뛰어나서 정확한 정보를 얻을 수 있지. 그 후 컴퓨터와 인공지능을 이용해 뉴런과 시냅스의 3차원 구조를 재구성했어. 이러한 과정을 거쳐 성체 암컷 초파리 뇌 지도가 완성될 수 있었단다. 

 

초파리 뇌 지도가 완성한 건 어떤 의미가 있어? 
 

초파리는 인간과 유전물질의 60%를 공유하고 있어. 인간의 유전적 질병 4개 중 3개가 초파리에서 발견되기도 해. 또, 초파리는 인간과 같은 글루타메이트, 도파민 등의 신경전달물질도 가지고 있어. 연구팀은 “초파리 뇌 구조가 다른 포유류의 뇌 구조와도 비슷하다”고 설명했어. 그러면서 “초파리 뇌 구조를 바탕으로 인간 등 포유류의 뇌 발달 과정을 연구하는 데도 도움이 될 수 있을 것”이라고 기대했단다.