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기사입력 : 2026.02.02 09:08
- NIH 연구진, 기존 MRI 한계를 넘어선 ‘커넥톰 2.0’으로 살아있는 인간 뇌 구조 정밀 재현
기존 자기공명영상(MRI)은 뇌 전체의 구조를 살펴보는 데 유용했지만, 신경세포와 신경섬유 같은 미세 구조를 직접 관찰하는 데에는 분명한 한계가 있었다. 이러한 한계를 뛰어넘는 초고해상도 뇌 영상 시스템이 개발되면서, 신경질환 연구의 판도가 바뀔 가능성이 제시됐다. 미국 국립보건원(NIH)의 지원을 받은 연구진은 살아 있는 인간의 뇌에서 극미세 구조까지 비침습적으로 관찰할 수 있는 새로운 MRI 시스템을 선보였다.
이번에 개발된 장비는 ‘커넥톰 2.0 인간 MRI 스캐너’로 불린다. 이 시스템은 뇌 속 신경회로망, 즉 커넥톰을 정의하는 데 필요한 다양한 뇌 영역과 초미세 구조를 동시에 연결해 분석할 수 있도록 설계됐다. 커넥톰은 신경세포와 신경섬유들이 어떻게 연결되어 사고, 감정, 행동을 만들어내는지를 설명하는 핵심 개념으로, 그동안 기술적 제약으로 인해 완전한 지도 제작이 어려웠다.
커넥톰 2.0의 가장 큰 특징은 사람의 머리 형태에 밀착되도록 설계된 구조와 기존 MRI보다 훨씬 많은 채널을 갖춘 점이다. 이를 통해 신호 대비 잡음비가 획기적으로 개선됐고, 그 결과 기존 장비로는 볼 수 없었던 매우 작은 생물학적 구조들이 선명하게 드러났다. 연구진은 이를 통해 거의 단일 마이크론 수준에 가까운 해상도로 인간 뇌의 섬유 구조와 세포 배열을 분석할 수 있음을 입증했다.
이 기술은 단순한 영상 개선을 넘어 의미 있는 임상적 가능성을 지닌다. 알츠하이머병, 다발성경화증, 정신질환과 같은 신경·신경정신질환에서는 세포 단위의 미세한 변화가 질환의 진행과 밀접하게 연관된다. 커넥톰 2.0은 이러한 변화를 조기에 포착하고, 질환별로 서로 다른 뇌 회로 손상 양상을 비교·분석하는 데 중요한 도구가 될 수 있다.
연구진은 건강한 자원자를 대상으로 한 실험에서 해당 스캐너의 안전성도 확인했다. 동시에 개인별로 축삭의 직경이나 세포 크기와 같은 미세 구조 차이가 존재한다는 사실을 밝혀냈다. 이는 과거 사후 뇌 조직이나 동물 실험에서만 가능했던 분석을, 이제는 살아 있는 인간을 대상으로 실시간 수행할 수 있음을 의미한다.
이번 성과는 인간 뇌의 ‘배선도’를 완성하려는 장기적 목표를 향한 중요한 이정표로 평가된다. 뇌를 회로 수준과 세포 수준 모두에서 이해하려는 시도는 향후 개인 맞춤형 신경자극 치료나 정밀 신경의학 발전으로 이어질 가능성도 크다. 커넥톰 2.0 MRI는 뇌를 더 깊이 이해하고, 난치성 신경질환 치료의 실마리를 찾는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.
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