국내 연구진이 자체 개발한 첨단 뇌기능 측정장치를 이용해 두뇌의 새로운 온도 감각 영역을 밝혀냈다.
한국표준과학연구원(KRISS)은 김기웅 책임연구원 연구팀이 초고감도 뇌자도 장치를 활용해 대뇌의 일차 체성감각 영역이 순수 온도 감각을 처리한다는 사실을 확인했다고 12일 밝혔다.
뇌자도는 뇌파가 발생시키는 자기장으로, 이를 이용하면 뇌신경의 전기적 활동을 신호 왜곡 없이 정확하게 측정할 수 있다.
인체의 오감 중 외부 자극에 반응하는 촉각은 통증을 인식하는 데 중요한 역할을 한다. 따라서 촉각 신경을 측정하는 것은 통증 질환을 진단하는 것과 같다. 특히 촉각 신경 중 가장 빨리 손상을 알 수 있는 부분은 상대적으로 세포 밀도가 낮은 온도 신경이다. 온도 감각을 느끼는지만 정확히 측정해도 신경 손상을 알아차리고 질병을 조기 진단할 수 있다.
연구팀은 '초전도양자간섭소자'(SQUID)를 기반으로 개발한 뇌자도 장치를 이용해 통각을 동반하지 않는 순수 온도 자극에 대한 두뇌 반응을 측정했다. 그 결과, 대뇌의 일차 체성감각 영역(S1)이 순수 온도 자극에 반응한다는 사실을 최초로 입증했다.
지금까지 학계에서는 대뇌의 이차 체성감각 영역(S2)만이 순수 온도 감각을 처리한다고 알려져 있었다. 기능적 자기공명영상(fMRI) 장치가 간접적으로 S1의 처리 가능성을 시사한 적은 있지만, 이를 입증할만한 신경의 전기적 활동을 측정하지 못해 논란이 있었다. 뇌자도는 온도 자극시 뇌에서 자기장을 발생시키는 신경전류원의 정확한 위치를 분석할 수 있어 뇌전도나 fMRI 등 다른 측정 장치에서 보이지 않는 새로운 반응영역을 찾을 수 있었다.
김기웅 책임연구원은 "첨단의료장비 개발뿐만 아니라 이를 활용한 자체적인 뇌과학 연구역량까지 인정받게 됐다"며 "현재 단위로 정의할 수 없는 인간의 감각을 표준화하는 미래 측정표준에 한 걸음 다가서게 됐다"고 말했다.
이번 연구결과는 뇌과학 전문 학술지 '휴먼 브레인 매핑'(Human Brain Mapping)'에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@dt.co.kr
김기웅 한국표준과학연구원(KRISS) 책임연구원(왼쪽)과 연구진이 순수 온도자극에 대한 뇌자도 측정결과를 분석하고 있다.(KRISS 제공)
