d라이브러리

웨덴 예테보리대 연구팀이 크기가 수백분의 1mm에 불과한 플랑크톤의 움직임을 3차원(3D)으로 관찰할 수 있는 홀로그램 현미경을 만들었다.

연구팀은 디지털현미경에 인공지능(AI) 분석 기술을 적용해 개별 미세 플랑크톤을 관찰하는 홀로그램 현미경을 개발했다고 국제학술지 ‘이라이프’ 11월 1일자에 발표했다. 

플랑크톤은 생태계에서 1차 생산을 담당하고 있는 중요한 유기체다. 그러나 크기가 매우 작아 그동안의 연구는 플랑크톤 무리 전체의 특성을 보는데 그쳤다.

연구팀은 개별 플랑크톤의 특성을 연구하기 위해 홀로그램 현미경에 AI 기술을 접목했다. 홀로그램 현미경은 관찰하려는 대상에 빛을 조사한 뒤 빛이 굴절된 정도를 분석해 관찰대상의 홀로그램을 생성한다. 단 입자와 빛의 상호작용 계산량이 방대해 지금까지 홀로그램 분석에 상당한 시간이 걸렸다. 연구팀은 이를 극복하고자 AI 기술을 적용해 계산 시간을 대폭 줄였다. 그 결과 연구현장에서 플랑크톤 하나하나의 홀로그램을 생성해 질량, 이동, 식이, 성장, 번식 등의 특징을 파악할 수 있게 됐다. 연구팀은 그동안 크기가 매우 작아 개별 세포를 분석하기 어려웠던 미생물들의 수와 무게, 크기 등도 측정할 수 있을 것으로 기대했다.

논문의 1저자인 하시스 바치만치 예테보리대 물리학과 박사과정 연구원은 “이 현미경을 모든 미생물에 적용 할 수 있다”며 “물 속에 넣으면 개별 세포의 성장과 행동을 수 시간에서 며칠까지의 수명주기동안 추적할 수 있다”고 말 했다.