국내 연구팀 ‘캘라이트’ 기술 개발 신경세포 활성 제어해 감정 조작 잃어버린 기억 복원 가능할수도
영화 인셉션 포스터. 국내 연구팀이 영화 속 이야기를 현실화할 기반 기술을 개발했다. 사진 출처 위키피디아
영화 ‘인셉션’에선 주인공이 타인의 꿈 속에 들어가 가짜 기억을 심고 실제 겪은 일처럼 느끼게 만든다. 국내 연구팀이 이런 일을 현실화할 기반 기술을 개발했다. 향후 알츠하이머병이나 치매로 잃은 기억을 복구시킬 미래 기술로 기대된다.
현정호 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌과학과 교수 연구팀은 특정 신경세포의 활성을 제어해 감정과 행동을 조작하는 ‘캘라이트’ 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 뇌 안의 기억을 찾아 시각화하는 것은 뇌 과학 분야에서 중요한 화두로 캘라이트 기술도 그중 하나다.
캘라이트 기술은 특정 행동 시 활성화되는 신경세포를 나타낸다. 신경세포 활성화로 세포 내 칼슘 농도가 높아지면 이를 캘라이트란 단백질이 표지(label)하는 방식이다. 빛을 이용해 표지된 신경세포를 자극하거나 억제할 수 있다. 기존에 알 수 없었던 특정 행동과 신경세포 사이의 연결고리를 정확히 찾아내는 역할을 한다.
연구팀은 캘라이트 기술을 개발해 2017년 국제학술지 네이처 바이오테크놀로지에 공개했다. 이번 연구는 기존 연구의 단점을 보완한 것이다. 연구팀은 “활성화된 신경세포에 대한 반응성을 높이고 반응 범위를 좁혔다”며 “특정 행동에 관여하는 신경세포들을 기존 대비 더 높은 시공간해상도, 더 높은 효율로 표지가 가능해졌다”고 설명했다.
연구팀은 실험 쥐 연구에서 캘라이트 기술로 뇌 질환 치료 가능성을 입증했다. 기존 기술로는 신경세포 표지와 활성조절 효율이 낮아 불가능했던 치료다. 연구팀이 뇌전증을 앓고 있는 쥐에게 캘라이트 기술을 적용했더니 발작 증상과 이상 뇌 신호가 사라진 것으로 확인됐다.
연구팀은 “신경과적인 뇌 질환 치료가 가능하다는 것을 실험동물로 증명했다”며 “캘라이트 기술로 특정 기억뿐 아니라 사회성 같은 고등 인지기능도 조절할 수 있다”고 말했다.
임상에 쓰이려면 비침습적 시스템을 구현해야 하는 게 과제다. 연구팀은 “자기장이나 X선 등을 이용하면 가까운 시기에 실용화와 임상 적용이 가능하다”고 밝혔다.
