우주안에 보이는 것은 서로 달라도
더불어 꿈을 꾸고 이 세상 모든 것이
눈에 보이지 않아도 아름다운 꿈속에서
초파리는 더 충실한 다음 세상을 꿈꾼다
“생각없이 사는 줄 아셨죠?”… 티끌만한 뇌 속에도 우주가
성체의 전체 뇌 지도가 완성된 노랑초파리. 위키미디어 제공
미 연구팀, 국제학술지 발표
초파리 신경 세포 14만 개… 성체 뇌 전체 지도 첫 완성
나노 단위로 신경세포 관찰… 음식 맛 보는 메커니즘 분석
14만 개의 신경세포와 5000만 개 이상의 신경세포 간 연결(시냅스)을
확인한 성체 초파리의 전체 뇌 지도가 처음으로 완성됐다.
인간을 비롯한 다양한 생물종의 뇌 기능을
더욱 자세히 밝힐 길이 열릴 것으로 기대된다.
말라 머시 미국 프린스턴대 교수가 이끄는 국제 공동연구팀은
초파리 종인 노랑초파리 성체의 완전한 뇌 구조를 규명하고
이를 활용해 초파리 뇌의 다양한 정보처리 과정을 확인한
연구 결과를 담은 논문 7편을 1일(현지 시간) 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다.
정교한 행동의 근간이 되는 뇌 기능은 신경세포의 활동과
신경세포 간 연결에 의해 좌우된다. 신경세포들이 어떻게 연결됐는지
확인하면 생물의 뇌가 어떻게 작동하는지에 대한 단서를 얻을 수 있다.
예컨대 한 신경세포의 활성화가 다른 신경세포의 활성화를 강화하거나
억제하는 패턴은 뇌에서 정보가 처리되는 과정을 보여준다.
초파리는 뇌를 구성하는 신경세포의 수가 800억 개 이상의 신경세포를 가진
인간의 뇌보다 약 100만 배 적지만 뇌 기능을 활용한 정교한 활동을 수행한다.
비행을 하며 주변을 탐색하거나 동료 초파리와 사회적 상호작용을 하는 등
복잡한 행동양상을 보인다. 과학자들은 이처럼 복잡한 행동을 수행하는 초파리의
뇌 지도를 다양한 생물종의 뇌가 작동하는 메커니즘을 밝힐 출발점으로 보고 있다.
이번에 완성된 초파리 뇌 지도는 지금까지 작성됐던 뇌 지도 중 가장 큰 규모다.
2023년 영국 케임브리지대 연구팀은 초파리 애벌레에서 3016개의
신경세포와 54만8000개의 시냅스를 나타낸 뇌 지도 ‘커넥톰’을 완성했다.
이어 서배스천 승 미국 프린스턴대 교수가 주도하는 연구팀은
초파리 뇌 반쪽에 존재하는 2만 개의 신경세포와 1400만 개의
시냅스를 규명한 지도를 완성하는 데 성공한 바 있다.
이번에 완성된 지도는 기존에 가장 정교했던 초파리 뇌 지도보다
약 7배 더 많은 13만9255개의 신경세포와 4배 더 많은
5450만 개의 시냅스를 확인하는 데 성공했다. 그간 학계에서
보고된 적 없었던 새로운 뇌세포 유형 8400종을 새롭게 찾아냈다.
