일본은 인간 뇌 1세제곱밀리미터 내의 모든 뉴런 연결을 지도화하여 이전에는 어떤 종에서도 볼 수 없었던 미지의 회로를 발견했습니다.

일본 과학자들이 인간 뇌 1세제곱밀리미터 내의 모든 뉴런 연결을 매핑하여, 그 어떤 국가에서도 만들어낸 적 없는 가장 상세한 신경 회로도를 완성했습니다.

인간의 뇌는 약 860억 개의 뉴런과 100조 개의 시냅스로 연결되어 있으며, 이는 신경과학자들이 1970년대부터 체계적으로 매핑하려고 시도해 온 엄청난 복잡성을 지닌 커넥톰입니다. 이전까지 완성된 커넥톰은 단순한 유기체, 즉 302개의 뉴런을 가진 예쁜꼬마선충(C. elegans)과 14만 개의 뉴런을 가진 초파리(Drosophila)에만 국한되었습니다. 이 해상도로 인간 뇌를 매핑하는 것은 계산적으로 불가능하다고 여겨져 왔습니다.

사이타마현에 있는 리켄 뇌과학센터의 연구진은 조직을 8나노미터 두께로 잘라 각 부분을 촬영하는 집속 이온 빔 주사 전자 현미경과 인공지능 기반 뉴런 추적 기술을 결합하여 5만 7천 개의 뉴런, 1억 5천만 개의 시냅스, 그리고 4킬로미터에 달하는 축삭 연결망을 포함하는 인간 측두엽 피질 1세제곱밀리미터 샘플을 매핑했습니다. 이 데이터 세트는 1.4페타바이트의 저장 공간을 차지합니다.

이 지도는 이전에 알려지지 않았던 회로 모티프, 즉 연구된 다른 어떤 종에서도 볼 수 없었던 반복적인 배선 패턴을 밝혀냈습니다. 또한, 이전에는 설명되지 않았던 방식으로 피질층 전체에 걸쳐 활동을 조율하는 독특한 분기 패턴을 가진 억제성 중간 뉴런의 한 종류를 식별했습니다. 흥분성 뉴런이 드물게 자기 강화 루프를 통해 스스로 연결되는 현상도 밝혀냈는데, 이는 기억 통합의 잠재적 기질이 될 수 있습니다.

이 지도는 공개적으로 이용 가능하며, 전 세계 모든 신경과학자들이 현재 이를 활용하고 있습니다.

출처: 이켄 뇌과학센터 및 과학 저널, 2024

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