영화속 SF의 이야기가 아니다.
스탠포드 대학의 Sergui Pasca 씨와 그의 팀은, 인간의 뇌에 중요한 역할을 하는 대뇌 피질 조직을 배양하는데 성공했다.
아래 이미지의 작은 구체는 이제 막 배양 접시에서 성장하는 대뇌 피질 회전 타원체이다.
이것이 무엇이 대단한가하면, 작은 페트리 접시에서 우리의 뇌와 같은 시경 세포 활동이 재현된다는 것.
마치 미친 과학자의 얼토당토 않는 이야기를 듣고 있는 것처럼 믿기 어려운 것이지만, 배양 접시에 배양 회전 타원체는 인간
두뇌의 외층, 즉 대뇌 피질과 거의 동일하게 작동하고 있다고 한다.
미래에 이 기술을 발전시켜 나간다면 인간의 신경 회로를 모델링 할 수 있게 될 가능성도 있다.
여기 10년 정도, 개별화 의료나 테일러 메이드 의료라는 말을 자주 듣게되었다. 이번 연구 성과는 정신 질환 등에 대한
개별화 치료에 큰 걸음이 될 것은 틀림없다.
이 성과에 대해 미국 국립 위생 연구소 이사 Thomas Insel 씨는 "Nature Methods" 잡지에서 다음과 같이 말하고 있다.
지난 몇 년 동안 이 연구 분야는 비약적으로 발전해 왔다. 기능적인 결합이 보이는 곳에까지 대뇌 피질 회전 타원체를 성장
시킬 수 있게 되었다. 즉, 정신 질환 모델링이 가능하며, 질환에 대한 이해가 깊어 질 수 있다는 것을 의미한다. 물론 인간의
뇌 전체의 복잡성에는 도저히 미치지 않겠지만, 뇌신경 회로의 장애를 연구하는 것으로는 뇌 전체를 재현 할 필요가 없으니까...
또한 미국 국립 보건원의 줄기 세포 연구 프로그램 디렉터 David Panchision 씨도 다음과 같이 말하고 있다.
이 기술은 아직 성숙의 과정이 있지만, 엄청난 잠재력을 가지고 있다고 말할 수 있다.
예를 들어, 실험의 분석 결과를 활용하여 정신 질환의 새로운 치료를 개발하고 실제로 개인에 이용하기 전에 안전성과 효과를
테스트 할 수 있게 될지도 모른다.
<회전 타원체의 신경 세포와 지지 세포가 인간의 뇌 발달 구조에 따라 층을 형성하고 스스로를 조직화 하고 있는 모습.>
물론 이번 성과는 오랜 연구 개발에 기초하고 있다. 예를 들어 최근의 경우에는, 환자의 피부 조작에 소수의 요소를 도입하여
만증 줄기 세포로 변화시켜 그 줄기 세포를 특정 화학적 환경에 배치하여 다른 조직으로 성장시키는 방법이 있었다.
피부 세포에서 신경 세포를 만들어 버린다는 것 자체가 꽤 대단하다고 생각하지만, 지금까지 배양 해 온 신경 세포는 인간의
뇌의 복잡한 회로를 재현하는 수준까지 조직화 할 수 없었다. 처음으로 그것이 가능하게 된 것이다.
Sergui Pasca 씨 등이 개발한 것은 다능성 줄기 세포를 유도하고 피질과 유사한 오르가노이드를 형성하는 방법.
이 오르가노이드에는 피질과 유사한 신경 세포가 포함되어 있다. 그 결과 더 복잡하고 실물에 가까운 신경 세포의 층이 형성
되어 복잡한 네트워크에서 신경 세포 간의 정보 전달을 행할 수 있게 된 것이다.
환자의 대뇌 피질을 배양하고 분석하고, 신경 회로의 어디에 문제가 있는지 분석 할 수 있다.
그런 날이 올 날도 머지 않았다는 이야기다.
