유연한 전극을 통해 움직임 중의 척추 활동 기록 가능

이번 주, Cell Reports는 이동하는 동안 마우스의 척수에서 뉴런의 활동을 기록하는 새로운 기술에 대한 연구를 발표했습니다. 이 기술은 마우스의 척수에 삽입할 수 있는 유연한 전극인 spinalNET이라고 불립니다. spinalNET은 유연하기 때문에, 이동하는 동안 척수와 함께 움직일 수 있습니다. 이는 연구자들이 자유롭게 행동하는 동물에서 뉴런의 활동을 기록할 수 있게 합니다.

전통적으로, 척수 뉴런의 활동을 연구하는 것은 척수가 움직임에 따라 움직이기 때문에 어려웠습니다. 기존의 고정된 강한 센서를 기반으로 한 기술들은 척수를 손상시키거나 이동하는 동안 개별 뉴런의 활동을 포착하지 못하였습니다.

“지금까지 척수는 대체로 블랙 박스였습니다 […] 문제는 척수가 일상 활동 중에 많이 움직인다는 것입니다. 머리를 돌리거나 몸을 구부릴 때마다 척수 뉴런도 함께 움직입니다.” 라고 말했습니다. 란 루안, 이 연구의 공동 저자이며 전기 및 컴퓨터 공학 부학수였습니다.

이 문제를 해결하기 위해, 유우(Wu Yu) 박사가 이끄는 라이스 대학의 연구 팀은 spinalNET을 개발하였습니다. 이 방법에서 사용하는 전극은 인간의 머리카락보다 백 배 이상 얇고, 신경 조직 자체만큼 부드럽고 유연합니다. 이 때문에, 그들은 움직임 중에 척수와 함께 움직일 수 있습니다.

스파이널넷(SpinalNET)을 이용하여 연구자들은 오랜 기간 동안 심도 있고 상세하게 척추의 신경 활동을 기록할 수 있었습니다. 심지어, 같은 뉴런을 여러 날에 걸쳐 추적하는 것도 가능했습니다.

이 기술은 척추가 운동을 어떻게 제어하는지에 대한 이해를 크게 향상시킬 가능성을 가지고 있습니다. 자연스러운 행동 동안의 척추 뉴런의 활동을 연구함으로써, 연구자들은 이러한 뉴런들이 어떻게 협동하여 조정된 움직임을 생성하는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 이런 지식은 척추 손상 및 운동 장애를 일으키는 질병에 대한 새로운 치료법 개발에 이바지할 수 있습니다.

“이러한 지식을 추출할 수 있다는 것은 척추 질환으로 고통 받는 수백만 명의 사람들에게 치료법을 개발하기 위한 첫 번째이면서 중요한 단계입니다.” 라고 라이스 대학 뉴스에서 유우(Wu)가 말했습니다.

연구자들은 또한 SpinalNet의 현재 한계점들을 인정하고 있습니다. 예를 들어, 기록할 수 있는 뉴런의 수는 전극의 수에 의해 제한됩니다. 또한, 기록은 시간이 지남에 따라 저하될 수 있습니다.

미래의 연구는 녹음의 장기 안정성을 향상시키고 녹음 채널의 수를 늘리는 데 초점을 맞춰야 합니다.