May 27,2018

온도 감각 처리하는 새로운 대뇌 영역 찾았다

뇌자도 통해 온도 인지 과정 입증

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한국표준과학연구원(KRISS)은 대뇌의 일차 체성감각 영역이 순수 온도 감각을 처리한다는 사실을 세계 최초로 확인했다고 12일 밝혔다.

김기웅 책임연구원 연구진의 이 성과는 초고감도 뇌자도 장치를 활용해 도출했다.

피부에 온도 자극을 가하면 뇌의 신경전류원에서 자기장이 발생한다. KRISS 연구진은 자기장이 발생하는 정확한 위치를 분석해 기존에 알려진 부위(cSII) 외에도 체성감각 영역(S1)이 순수 온도 감각을 처리함을 밝혀냈다. ⓒ KRISS

피부에 온도 자극을 가하면 뇌의 신경전류원에서 자기장이 발생한다. KRISS 연구진은 자기장이 발생하는 정확한 위치를 분석해 기존에 알려진 부위(cSII) 외에도 체성감각 영역(S1)이 순수 온도 감각을 처리함을 밝혀냈다. ⓒ KRISS

뇌자도는 뇌파가 발생하는 자기장을 의미한다.

뇌 신경의 전기적 활동을 신호 왜곡 없이 정확하게 측정할 수 있다.

촉각 신경 측정을 통증 질환 진단과 같은 맥락으로 보는 건 이 때문이다.

촉각 신경 중 가장 빨리 손상을 알 수 있는 부분은 상대적으로 세포 밀도가 낮은 온도 신경이다.

온도를 느끼는지만 정확히 파악해도 질병을 조기 진단할 수 있다는 뜻이다.

김기웅 KRISS 책임연구원 연구진은 초전도 양자간섭 소자(SQUID)를 기반으로 개발한 뇌자도 장치로 통각을 동반하지 않는 순수 온도 자극에 대한 두뇌 반응을 쟀다.

이를 통해 대뇌의 일차 체성감각 영역(S1)이 순수 온도 자극에 반응한다는 사실을 최초로 입증했다.

대뇌의 이차 체성감각 영역(S2)만이 순수 온도 감각을 처리한다고 알려졌던 기존 가설과는 다른 결과다.

체성감각 영역은 대뇌 피질에서 체감에 대한 인지를 담당하는 부위다. 일차(S1)나 이차(S2) 등의 영역으로 나뉜다.

연구진은 온도 자극만 주기 위해 피부에 직접 닿지 않는 레이저 자극장치를 구현했다.

피부 표피 흡수를 최소화하고 온도 신경까지 자극이 도달하도록 빛 파장을 특수 설계했다고 연구진은 설명했다.

뇌자도를 이용한 이번 연구는 설문지 응답 대신 신경생리학적 두뇌 반응에 기반을 둔 객관적인 지표로 측정한다는 데 의미가 있다고 KRISS 측은 강조했다.

김기웅 책임연구원은 “첨단의료장비를 활용한 자체적인 뇌과학 연구역량까지 인정받게 됐다”며 “현재 단위로 정의할 수 없는 인간 감각을 표준화하는 미래 측정표준에 한 걸음 다가서게 됐다”고 말했다.

연구 성과를 담은 논문은 뇌과학 전문 학술지 ‘휴먼 브레인 매핑’(Human Brain Mapping) 지난달 24일 자에 실렸다.

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