전체기사 최신뉴스 GAM 라씨로
KYD 디데이
전국 대전·세종·충남

IBS, 두개골 훼손 없이 신경망 관찰 현미경 개발

기사입력 : 2020년12월03일 11:08

최종수정 : 2020년12월03일 11:08

[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 국내 연구진이 두개골 훼손 없이 신경망을 관찰하는 새로운 현미경을 개발했다.

기초과학연구원(IBS)은 분자 분광학 및 동력학 연구단 최원식 부연구단장(고려대 물리학과 교수) 연구팀이 쥐의 두개골을 관통해 신경망 구조를 고해상도로 이미징 할 수 있는 새로운 광학 현미경 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

빛이 생체 조직을 투과할 때 직진광과 산란광이라는 두 종류의 빛이 생겨난다. 직진광은 생체 조직의 영향 없이 직진하는 빛이며 이를 이용해 물체의 이미지를 획득할 수 있다.

반사행렬 현미경의 작동 개요[사진=IBS] 2020.12.03 memory4444444@newspim.com

반면 산란광은 생체 조직 내 세포나 세포소기관에 의해 진행 방향이 무작위로 굴절된 빛이어서 이미지 획득을 방해한다.

생체조직 깊은 곳으로 빛을 전파하면 직진광에 비해 산란광이 매우 강해져 이미지 정보가 흐려진다. 생체 조직이 마치 안개처럼 내부를 보기 어렵게 만드는 것이다.

뼈 조직은 내부에 미세한 구조들이 많아 빛의 산란이 심하고 복잡한 광학적 수차를 유발한다. 때문에 광학 현미경으로 두개골 아래의 뇌 조직을 관찰하면 이미지가 크게 왜곡되고 노이즈가 심해 물체의 구조를 알아보기조차 어려웠다. 지금까지는 두개골을 제거하거나 얇게 갈아내야만 뇌 조직의 신경망을 연구할 수 있었다.

이에 연구진은 '반사행렬 현미경'을 새롭게 개발해 기존 현미경의 한계를 획기적으로 개선했다. 반사행렬 현미경은 빛의 초점에서만 신호를 획득하는 것이 아니라 초점으로부터 산란된 모든 빛을 측정하도록 설계했다.

여기에 연구진이 독자적으로 개발한 알고리즘을 적용해 직진광만을 선택적으로 추출했다. 이를 통해 기존 공초점 현미경으로는 전혀 관찰할 수 없었던 약 1 마이크로미터 굵기의 가는 뇌 속의 미엘린 신경섬유들을 관측할 수 있었다.

이호준 학생연구원(공동 제1저자)은 "생명과학 분야 연구에 많이 사용되는 공초점 현미경이나 이광자 현미경 에 반사행렬 현미경 시스템을 접목하면 광학 수차를 획기적으로 개선할 수 있다"고 말했다.

이광자 현미경은 레이저의 세기가 강한 초점에서만 이광자 비선형 형광 현상이 발행하는 원리를 이용해 고해상도/고대비도 일반 현미경에 비해 영상을 얻을 수 있는 현미경이다.

반사행렬 현미경의 작동 원리[사진=IBS] 2020.12.03 memory4444444@newspim.com

실제로 연구진은 이광자 현미경에 반사행렬 시스템을 접목한 결과 세계 최초로 쥐의 두개골 훼손 없이 신경세포의 수상돌기 가시(dendritic spine)의 고해상도 형광 이미지를 얻는 데 성공했다. 신경세포의 수상돌기 가시는 생물학적으로 매우 중요하지만 그 구조가 미세해 기존 현미경 기술로는 두개골을 제거해야만 관찰 가능했다.

윤석찬 연구교수(공동 제1저자)는 "반사행렬 현미경은 조직 내부 우리가 원하는 위치에 빛 에너지를 집중시키는 기술"이라며 "기존 관찰이 힘들었던 생체 조직 내부 구조를 정밀하게 연구할 수 있어 신경과학 연구의 발전을 견인할 것으로 기대된다"고 말했다.

최원식 IBS 분자 분광학 및 동력학 연구단 부연구단장 [사진=IBS] 2020.12.03 memory4444444@newspim.com

최원식 부연구단장은 "실제 의료현장에서 사용할 수 있도록 현미경을 소형화하고, 이미징 속도를 증가시키는 연구를 진행하고 있다"며 "광학 수차를 보정할 수 있는 방법을 더욱 발전시켜 빛의 산란 현상에 대한 이해를 확장하고, 질병의 실시간 조기 진단 등 의생명 분야 활용 범위를 넓혀나갈 것"이라고 밝혔다.

연구결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 온라인 판에 지난 11월 12일 게재됐다.

memory4444444@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
김수현, 故김새론 의혹에 직접 입 열까 [서울=뉴스핌] 이지은 기자 =고(故) 김새론과의 열애설을 전면 부인한 김수현이 입장을 밝히지 않고 있는 가운데 외신에서도 큰 관심을 보이고 있다. 유튜브 채널 가로세로연구소(가세연)은 지난 11일 김새론의 유족들이 제보한 것이라고 밝히며 한 장의 사진과 김새론과 김수현에게 보낸 문자 메시지를 공개했다. 배우 김수현 [사진=뉴스핌DB]  김새론의 이모 A씨는 가세연을 통해 김새론이 미성년자 시절부터 6년간 김수현과 교제를 했다고 주장했다. 또한 가세연 측은 김새론이 SNS에 올리려고 했지만 올리지 못했던 글을 입수했다며 "김새론이 골드메달리스트 소속 당시 신인 캐스팅, 비주얼 디렉팅 등의 일을 했지만 이에 대해 정당한 지급을 받지 못했다"고 폭로했다. 유족들은 김새론이 2022년 5월 음주운전 논란을 일으키면서 200억원에 이르는 손해배상청구를 받자, 소속사가 제대로 된 조사 없이 청구액을 그대로 수용했다고 주장했다. 생활고를 겪었던 김새론은 김수현에게 상환일을 미뤄달라고 요청했다. 유족이 공개한 문자 메시지에 따르면 김새론은 김수현에게 "안 갚겠다는 소리가 아니고 당장 7억원을 달라고 하면 나는 정말 할 수가 없어. 안 하는 게 아니라 못 하는 건데 꼭 소송까지 가야만 할까. 나 좀 살려줘. 부탁할게. 시간을 주라"고 호소했다. 가세연은 김수현이 김새론의 볼에 뽀뽀하는 사진을 공개, 열애설을 뒷받침할 증거로 내세웠다. 가세연 측은 "김새론 유가족에게 직접 받은 자료와 인터뷰로 방송한 것이다. 유가족에게도 법적 대응을 할 것인가"라는 주장을 펼쳤다. 현재 김수현과 김새론을 둘러싼 논란은 해외에서도 주목하고 있다. 할리우드 리포터, 사우스차이나모닝포스트(SCMP) 등에서는 "현재 진위 여부가 불분명한 상태에서 논란이 확산되고 있다"고 전하고 있다. 김수현 소속사 골드메달리스트는 지난 10일 가세연이 김새론과 열애설을 제기했을 당시만 해도 "가로세로연구소는 당사와 김수현 배우가 유튜버 이진호와 결탁하여 故 김새론 배우를 괴롭혔다는 취지로 주장을 하면서, 故 김새론 배우가 15세부터 김수현 배우와 연애를 하였다는 주장, 故 김새론 배우의 음주운전 사고 당시 소속사의 대처가 부당했다는 주장, 당사 소속 매니저가 유튜버 이진호와 친분이 있다는 주장 등 당사와 김수현 배우에게 악의적인 많은 주장들 해왔다"고 했다. 소속사 측은 "이는 모두 도저히 묵과할 수 없는 허위사실로서 당사는 가로세로연구소의 허위사실 유포에 대하여 취할 수 있는 가장 강력한 수준의 법적 대응을 검토할 예정"이라며 강경대응을 예고했다. 하지만 가세연의 추가로 공개한 볼뽀뽀, 문자메시지 이후에는 별다른 입장을 밝히지 않고 있는 만큼 김수현 측이 또 다른 반박을 할지 이목이 쏠리고 있다. 고 김새론은 지난 2022년 음주운전 사고를 일으킨 뒤 연예계 복귀에 어려움을 겪었다. 이후 지난 2025년 2월 16일 자택에서 사망했다. alice09@newspim.com 2025-03-12 09:14
사진
국세청, 홈플 대주주 MBK 세무조사 [서울=뉴스핌] 오상용 기자 = 국세청이 홈플러스 대주주인 MBK에 대한 세무조사에 착수했다. 11일 관련 업계에 따르면 서울지방국세청 조사4국은 이날 MBK파트너스에 대한 세무조사에 들어갔다. MBK파트너스측은 "지난 2020년 이후 5년 만에 이뤄지는 정기 세무조사로 인지하고 있다"며 "최근 불거진 홈플러스 사태(기업회생신청)와는 무관한 것으로 알고 있다"고 전했다. 다만 이번 세무조사 담당 부서가 비정기(특별) 세무조사를 맡는 서울지방국세청 조사4국이라는 점에서 지난해 논란이 됐던 김병주 MBK파트너스 회장의 역외 탈세 의혹까지 다시 들여다보는 게 아닌가 하는 관측도 제기된다. MBK파트너스는 지난 2020년 세무조사 결과 1000억원 규모의 역외탈세 혐의가 드러나 400억원 가까이를 추징 당했다. 지난해에도 국회 보건복지위원회 국정감사에서 역외탈세 의혹이 재차 제기된 바 있다. MBK파트너스는 대규모 차입금에 의존해 지난 2015년 홈플러스를 인수했다. 이후 점포 등을 팔아 인수대금을 상환하고 배당을 받는 방식으로 투자 원금 회수에 주력했다. 정작 홈플러스는 자금 압박에 빠져 최근 기업회생 절차에 들면서 금융권과 업계 안팎에서 'MBK 먹튀' 논란이 거세게 일고 있다. 한편 국회 정무위원회는 이번 홈플러스 사태와 관련해 오는 18일 MBK파트너스 김병주 회장을 증인으로 불러 긴급현안질의에 나설 예정이다.  [서울=뉴스핌] 양윤모 기자 = 홈플러스 영등포점 신호등에 빨간불이 들어와 있다. yym58@newspim.com osy75@newspim.com 2025-03-11 19:39
안다쇼핑
Top으로 이동