획기적인 성과로, 연구자들은 실험실에서 배양한 뇌 조직을 연결하여 인간의 뇌에서 발견되는 복잡한 네트워크를 복제하는 데 성공했다. 이 혁신적인 방법은 축삭 다발을 사용하여 "신경 오가노이드"를 연결하여 지역 간 뇌 연결과 인간의 인지 기능에서 그 중요성에 대한 탐구를 용이하게 한다.
상호 연결된 오가노이드는 고조된 활동 패턴을 보였으며, 이는 자연스러운 뇌 기능과 유사한 전기 활동의 생성 및 동기화를 보여준다. 이 돌파구는 뇌 네트워크 발달 및 가소성에 대한 우리의 이해를 향상시킬 뿐만 아니라 신경 및 정신 질환을 조사할 수 있는 길을 열어 보다 효과적인 치료의 가능성을 제공한다.
요점:
- 연구진은 축삭돌기 다발을 사용하여 신경 오가노이드를 연결하여 인간의 뇌와 유사한 생리학적으로 정확한 연결을 달성했다.
- 이 연결 방법을 통해 오가노이드의 복잡한 활동 패턴과 가소성을 관찰할 수 있어 뇌 기능과 장애에 대한 통찰력을 얻을 수 있었다.
- 이 연구는 실험실에서 기능적인 뇌와 유사한 조직을 만드는 데 있어 상당한 진전을 이루었으며, 인간의 뇌 네트워크와 건강 및 질병에 미치는 영향을 이해하는 데 귀중한 도구를 제공한다.
출처: 도쿄대학
실험실 환경에서 기능하는 인간의 뇌와 유사한 조직을 배양한다는 개념은 해당 분야의 전문가에게도 오랫동안 먼 개념처럼 보였다. 그러나 일본과 프랑스 연구자들 사이의 공동 노력으로 인간 뇌의 회로를 연상시키는 방식으로 실험실에서 배양된 뇌 모방 조직을 연결하는 기술이 개발되었다.
뇌 발달과 기능의 복잡한 메커니즘을 이해하는 것은 상당한 도전을 제기했다. 동물 연구는 뇌 구조와 기능의 종 차이로 인해 한계가 있으며, 실험실에서 배양한 뇌 세포는 종종 인간 뇌에서 발견되는 특징적인 연결이 부족하다. 인간의 뇌 기능에서 지역 간 연결과 회로의 중요성을 인식한 연구자들은 통제된 실험실 조건에서 뇌 회로를 만들기 위해 노력하여 이 분야를 발전시켰다.
도쿄 대학의 연구원들은 인간 줄기 세포에서 파생된 실험 모델 조직인 실험실에서 배양한 신경 오가노이드 사이에 더 많은 생리학적 연결을 설정하는 방법을 고안했다. 연구팀은 자연적인 뇌 영역과 유사한 축삭돌기 다발을 통해 오가노이드를 연결함으로써 뇌 영역 간의 연결과 유사한 상호 연결된 오가노이드 간의 복잡한 활동 패턴과 동기화를 관찰했다.
상호 연결된 오가노이드는 단일 오가노이드 또는 이전 기술을 사용하여 연결된 오가노이드에 비해 높은 활성을 보였다. 또한 축삭 다발의 광유전학적 자극은 오가노이드 활성의 변화를 유도하여 뇌 기능의 중요한 측면인 단기 가소성을 입증했다.
이러한 발견은 언어, 주의력 및 감정과 같은 심오한 뇌 기능을 담당하는 복잡한 네트워크를 개발하는 데 있어 축삭 다발 연결의 중요성을 강조한다. 뇌 네트워크의 변화는 다양한 신경 및 정신 질환과 관련이 있기 때문에 뇌 회로에 대한 더 깊은 이해는 더 나은 치료로 이어질 수 있다. 실험실에서 성장한 인간 신경 회로를 연구할 수 있는 능력은 이러한 네트워크의 형성과 역학에 대한 통찰력을 제공하여 뇌 연구 및 치료 개입의 발전에 기여한다. 제조사 Impact Lab
