[ 동아일보 ] 눈 - 뇌 연결 세포 47 종 분류 성공 … 녹내장 등 치료 - 연구 에 응용 기대 美 - 유럽 선 6 조 원 투자 ‘ 초대 형 연구 ’ 김진섭 한국 뇌 연구원 뇌 신경망 연구 부 책임 연구원 ( 오른쪽 ) 팀 이 전자 현미경 영상 을 통해 만든 신경 세포 말단 의 구조 를 확인 하 고 있 다 . 신경 세포 의 구조 와 연결망 을 일일이 파악 하 면 뇌 지도 를 만들 수 있 다 . 한국 뇌 연구원 제공 한국 연구 팀 이 눈 의 망막 에 맺힌 이미지 를 뇌 까지 전달 하 는 신경 세포 인 ‘ 신경절 세포 ’ 의 세부 유형 을 집단지 성 프로젝트 로 풀어내 화제 다 . 신경절 세포 는 망막 에 존재 하 는 다섯 가지 신경 세포 중 하나 로 , 눈 이 본 이미지 를 뇌 에 전달 하 는 유일 한 창구 다 . 이번 연구 는 이 창구 역할 을 하 는 세포 를 전자 현미경 을 이용 해 하나하나 전수 조사 해 기능 을 밝히 고 , 비슷 한 유형 끼리 분류 했 다 . 미국 , 유럽 등 이 시도 중 인 뇌신경 전체 의 연결망 지도 ( 뇌 지도 ) 를 우리 나름 의 영역 에서 구축 하 기 위한 발판 을 마련 했 다는 평 도 나온다 . 김진섭 한국 뇌 연구원 뇌 신경망 연구 부 책임 연구원 과 배준 환 미국 프린스턴 대 연구원 팀 은 쥐 의 망막 을 얇 게 저민 뒤 에 전자 현미경 으로 찍 어 평면 이미지 를 만들 고 , 이 를 다시 결합 해 3 차원 영상 으로 전환 시켰 다 . 그 뒤 일종 의 온라인 게임 이 자 시민 과학 프로그램 인 ‘ 아이 와 이 어 ’( eyewire . org ) 참여 자 의 도움 을 받 아 396 개 신경절 세포 를 각각 분류 했 다 . 게임 참여 자 들 이 이미지 에 색 을 칠 하 는 과정 에서 자연 스럽 게 세포 의 입체 구조 가 완성 되 는 게임 이 다 . 이렇게 파악 된 입체 구조 를 비슷 한 유형 끼리 묶 은 결과 세포 가 최소 47 종 으로 전문 화 된 것 으로 나타났 다 . 또 ‘ 움직임 ’ 이나 ‘ 사물 의 윤곽 ’ 등 성격 이 다른 시각 정보 를 각기 따로 포착 해 뇌 에 전달 하 는 것 으로 밝혀졌 다 . 연구 결과 는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘ 셀 ’ 17 일자 ( 현지 시간 ) 에 발표 됐 다 . 김 책임 연구원 팀 은 이 연구 가 신경절 세포 손상 에 의해 발생 하 는 녹내장 등 질병 연구 에 도움 이 될 것 이 라고 밝혔 다 . 하지만 배경 에 는 더 큰 목적 이 있 다 . 장차 시각 특화 뇌 지도 를 완성 하 겠 다는 계획 이 다 . 그 동안 건물 구조 를 알 기 위해 곳곳 에 사용 된 건축 자재 가 유리 인지 철근 인지 파악 했 다면 , 이제 는 이 들 이 연결 된 구조 를 조사 해 진짜 구조 를 볼 예정 이 다 . 한국 뇌 연구원 은 이렇게 만든 뇌 지도 를 바탕 으로 소뇌 와 대뇌 의 뇌 지도 까지 만들 계획 이 다 . 뇌 지도 는 뇌 속 정보 처리 ‘ 길 ’ 을 찾 기 위해 860 억 개 에 이르 는 신경 세포 가 갖 는 총 수백 조 개 의 연결망 을 분석 하 겠 다는 프로젝트 다 . ‘ 우주 최후 의 신비 ’ 로 꼽히 는 뇌 를 이해 할 최선 의 방법 으로 약 5 년 전 부터 국제 과학 계 최대 의 이슈 였 다 . 유럽연합 ( EU ) 은 2005 년 부터 인공 뇌 프로젝트 를 시작 한 뒤 2013 년 ‘ 휴먼 브레인 프로젝트 ’ 를 발표 하 며 뇌 라는 ‘ 오지 ’ 에 본격 적 으로 발 을 디뎠 다 . 약 10 년 간 1 조 원 을 투자 하 는 초대 형 연구 였 다 . 같 은 해 미국 이 버락 오바마 대통령 까지 나서 서 ‘ 뇌 과학 이니셔티브 ’ 를 발표 했 다 . 규모 는 더욱 커져서 10 여 년 사이 에 5 조 원 을 오롯 이 뇌지 도 등 뇌 연구 에 쏟 아 붓 기 로 했 다 . 하지만 그 이후 5 년 이 지난 뒤 상황 이 변했 다 . 자신 만 만 했 던 미국 과 EU 는 간절히 세계 각국 과 의 공동 연구 를 논의 하 고 있 다 . 2016 년 미국 , EU , 일본 , 중국 , 이스라엘 , 호주 , 한국 등 이 주축 이 돼 ‘ 국제 뇌 과학 이니셔티브 ( IBI ) ’ 라는 국제 협력 선언 이 이뤄진 데 이 어 10 , 11 일 에 는 대구 한국 뇌 연구원 과 서울 국회 에서 ‘ 제 1 회 IBI 대표 자회 의 ’ 가 열렸 다 . 미국 과 EU 는 “ 노하우 를 아낌없이 공유 할 테 니 모두 함께 연구 하 자 ” 고 손짓 했 다 . 이유 는 데이터 . 김 책임 연구원 팀 이 시민 과학 의 힘 을 빌린 데 에서 알 수 있 듯 뇌 연구 는 천문학 적 인 데이터 처리 가 필수 다 . 미국 이나 유럽 도 혼자 는 감당 이 안 된다 . 미국 비 영리 과학 재단 캐 블리 의 미국 · 국제 뇌 과학 이니셔티브 책임자 인 캐럴라인 몬 토조 과학 프로그램 담당관 은 “ 중력파 발견 때 처럼 각국 의 다양 한 분야 뇌 과학자 들 이 모여 함께 분석 해야 한다 ” 고 강조 했 다 . ‘ 품앗이 연구 ’ 로 급박 한 사회 문제 에 효율 적 으로 공동 대응 할 수 있 다는 이유 도 있 다 . 일본 이 10 년 동안 약 4000 억 원 의 예산 을 들여 진행 하 고 있 는 영장류 뇌 과학 연구 프로젝트 브레인 / 마 인즈 ( Brain / MINDS ) 의 총괄 책임자 인 오카베 시게오 도쿄대 교수 는 “ 한국 과 일본 , 중국 은 공통 적 으로 고령 화 와 치매 문제 가 심각 하 다 ” 며 “ 일본 의 영장류 연구 와 한국 의 쥐 및 인간 뇌 연구 가 결합 하 면 시너지 를 낼 것 ” 이 라고 말 했 다 . 윤신영 동아 사이언스 기자 ashilla @ donga . com ▶ 동아일보 단독 / 동아일보 공식 페이스북 ▶ 핫 한 경제 이슈 와 재테크 방법 총집결 ( 클릭 ! )ⓒ 동아일보 & donga . com , 무단 전재 및 재 배포 금지