한국 학자가 이끄는 연구진이 뇌를 이해하는 데 있어 핵심 화두인 뇌신경 연결망 인과관계를 밝히는 연구성과를 냈다. 16일 국가수리과학연구소(소장 김정한)에 따르면 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA) 이진형 교수팀은 기능성자기공명영상(fMRI) 장치로 뇌의 활성화 영역을 찾아낼 수 있음을 최초로 증명했다. 이번 연구결과는 세계적 과학저널 네이처 17일자에 게재된다.

이 교수팀은 근래 첨단기술로 주목받고 있는 광유전자학을 이용, 뇌의 특정 영역이 빛에 반응해 신경세포의 활동을 조절하면서 이를 fMRI로 측정하는 실험을 진행해 왔다. 실험 결과, 특정 영역 신경세포 활동의 증가가 fMRI의 BOLD 신호, 즉 혈액 속에서 산소를 운반하는 헤모글로빈의 농도 변화로 측정된다는 것을 밝혀내는 데 성공했다. fMRI는 뇌에서 특정 활동 또는 기능을 수행할 때 활성화하는 뇌의 영역을 알아내기 위해 사용되는데, 이때 뇌 신경세포의 활동 정도를 fMRI의 BOLD 신호 측정을 통해 간접적으로 측정한다. 하지만 그동안 BOLD 신호와 신경세포 활동 정도 간의 상관관계가 명확히 규명되지 않아 fMRI 측정 결과에 대한 해석을 놓고 이견을 해소하지 못했다.

이번 연구 결과는 fMRI가 살아 있는 생명체의 뇌 신경세포 활동을 아무런 손상 없이 측정할 수 있다는 것을 증명, 신경망 연결을 연구하는 데 있어 새로운 길을 제시한 것으로 평가된다.

이진형 교수는 서울대 전기공학과 출신으로 미 스탠퍼드대에서 석·박사 학위를 받았다. 국가수리과학연구소가 수행하고 있는 국가어젠다프로젝트(NAP) 기획과제 ‘수리적 뇌기능 판독’ 연구에 내년부터 초빙연구원으로 참여한다.