제 2차 기초과학연구원 심포지엄이 한창 진행중이다.

다양한 분야의 우수한 연구역량을 가진 분들이 새로운 연구단장으로 선정되기 위해서 경쟁중인 가운데,

오늘은 Systems Neuroscience 분야의 심포지엄이 성남 파스퇴르 연구소에서 열렸다.



오늘 발표를 해 주신 네 분의 연사들의 발표에 대한 개인적인 소견을 몇자 적어본다.


Speaker 1: Seong-Gi Kim (U of Pittsburgh)

(Title: Functional Brain Mapping: Fron Neural Activity To Hemodynamic)

김성기 교수님께서는 Functional Brain Mapping을 위해서 microscopic level에서부터 macroscopic level까지 통합전인 연구를 진행해야 한다고 주장하셨다. visual area의 columnar organization에 대한 연구 결과를 소개해 주시면서, 현재 BOLD 신호가 갖고 있는 공간 해상도의 한계를 극복할 수 있는 방법으로 Cerebral Blood Volume의 측정을 제안했다. 조금 아쉬웠던 부분은, 다양한 scale에서의 뇌기능 매핑 연구의 중요성을 피력하셨지만, 정작 micro-level과 macro-level에서의 뇌연구를 어떻게 연계하여 연구가 가능한지에 대해서는 많이 다뤄지지 않은것 같아서 좀 아쉬웠다.



Speaker 2: Robert Turner (Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Science)

(Title: In-vivo Submillimetre MR Microscopy of Structure, Functional and Connectivity in Human Brain: Some Implications for Neuroimaging Research)

터너 교수님 발표 내용을 뇌에서 인출해 내지 못하는걸 보면, 너무 지루했거나... 나의 관심을 끌지 못했기 때문인것 같다.



Speaker 3: Ralph D. Freeman (UC, Berkeley)

(Title: Neurometabolic coupling in the central visual pathway)

프리만 교수님은 BOLD 신호의 initial deep 현상에 대해서 깊이 있는 연구를 진행하셨다. 현재, BOLD 신호에서 나오는 initial deep 현상은 뇌의 국소적인 영역의 neural activity가 발생하면, 순간적으로 oxyhemoglobin의 양이 줄어들게 되서,  oxy/deoxy 의 비율이 낮아지고, 이것이 BOLD 신호를 감소하게 한다는 설이 설득력 있게 받아들여지고 있지만, 이것에 대해서 신경생리학적 기전에 대한 정확히 이해가 된것 같지는 않다. 현재까지 BOLD 신호에서의 negative peak (initial deep)에 대해서 연구가 많이 이루어 지지 못했던 까닭은... fMRI로 전체 뇌영역을 영상화 하려면, 보통 2초 정도의 inter volume interval이 필요한데.. initial deep을 관찰하기 위해서는 적어도 500ms 이하의 시간 해상도가 필요하다. 전체 뇌영역을 cover하면서, 시간해상도가 500ms 정도로 fMRI 를 찍을 수 있다면, cognitive task에 대해서도 initial deep 에 대한 연구를 확장할 수 있을 것 같다는 생각이 들었다.



Speaker 4: Winrich Freiwald (The Rockerfeller University)

(Title: Understanding cortical networks: an integrated functional magnetic resonance imaging approach)

개인적으로 프레이왈드 교수님의 발표가 제일 인상적이었다. 키가 2미터쯤 되시는 거인이 발표하고 있는 모습을 어찌 기억하지 못할수 있는가? 프레이왈드 교수님은 주로 원숭이를 대상으로 얼굴과 사물을 인식하는데 중요한 역할을 수행하는 영역을 찾고, 여기서 찾은 여러 영역들에 침습적인 전기자극을 가했다. 이러한 자극을 가할때, 동시에 신경활동이 나타나는 영열을 찾음으로써, 열굴인식과 관련된 Temporal regions에서의 네트워크 지도르 만들 수 있었고, 또한 얼굴인식과 관련된 뇌 영역들 각각에 침습적으로 electrode를 찔러서 neural firing을 측정했다. 얼굴인식과 관련된 영열이 여러 부분이 있었는데, 어떤 영역은 모든 얼굴이 나오기만 하면 neuron이 firing했고.. 어떤 영역의 뉴론은 얼굴의 옆모습이 보일때만 firing했다. 

이 발표를 들으면서, 그럼 과연 이 연구를 인간에게로 확장할 수 있을까? 우선, 인간을 대상으로 연구를 진행하려면 침습적인 방법을 모두 비 침습적인 방법으로 바꿔야 가능할텐데... 과연 비 침습적인 방법으로 특정 영역의 neural firing을 특정할 수 있을까? 의문이 들고, 국소적인 영역에 자극을 가해야 하는데... TMS나 tDCS를 통해서 아주 국소적인 영역에 자극을 가하는 것이 가능한가? 어쩌면... MR-HIFU를 이용한다면 가능할지도 모른다는 생각이 든다.




아무쪼록, 우리나라의 Systems Neuroscience분야가 한단계 도약시킬 수 있는 분이 연구단자응로 선정되기를 기대하며...

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