인공 뇌구조 3차원 구조체 개발 성공했다

인공뇌 구현을 위해서는 신경세포가 생장할 지지체가 중요한 요소다. 기존에는 인공뇌와 관련해 주로 콜라겐 혹은 매트리젤과 같은 단백질을 주로 사용했었으나, 생체 이식때 나타나는 면역 반응 가능성과 시간이 지남에 따라 단백질이 붕괴하는 등의 기술적 난제가 남아 있었다.

윤명한 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 교수와 홍병희 서울대학교 화학과 교수 공동 연구팀은 탄소나노구조체(산화그래핀)를 이용하여 신경세포의 3차원적 성장을 촉진 시키는데 성공했다고 31일 발표했다.

연구팀은 그래핀으로 코코넛 젤리를 만드는 미생물의 섬유소 합성과정을 최적화, 조직적인 신경세포의 연결성을 가능하게 하였다. 이들 통해 동물의 실제 뇌의 구조를 모사하는 3차원 인공 신경네트워크 구현에 성공했다.

최근 실제 동물의 장기를 인공적으로 모사하는 인공 3차원 세포 배양이 각광을 받고 있다.



이번 연구에서 성공한 3차원 뇌구조의 인공적 모사는 알츠하이머나 또는 파킨슨 질병 모델, 인공 뇌조직 제작 혹은 손상된 중추 신경세포의 재생 유도 등 고령화 시대에 부각되는 의료 문제를 연구하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

윤명한 GIST 교수는“개발된 그래핀-미생물 섬유소 수화젤은 신경조직 재생뿐만 아니라 여러 생체조직의 3차원 모사에도 널리 이용될 것”이라고 말했다.

융합파이오니어사업과 지스트 창의적 도전과제의 지원으로 수행된 이번 연구는 김동윤 GIST 박사과정 학생과 박수범 서울대 박사(이상 공동 제1저자)가 수행하였다. 연구 결과는 나노소재 분야의 세계적 학술지인 스몰(Small)에 2017년 5월 23일 온라인으로 게재됐으며, 해당 논문은 학술지의 표지로 선정됐다.