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신경세포성장의 조절과 분석 방법 및 소자

전문가 제언: ○ 최근 신경세포성장의 조절가능성은 세포생물학, 생물물리학, 생의학 및 신경과학 분야의 주된 목표 중 하나이다. 이 신경세포성장 조절은 ‘생체 외’ 신경세포 회로의 조립에 있어 생물학적 요소와 반도체와 같은 인공적 요소 간의 계면에 유용한 신경세포 구조들을 얻기 위해 중요하다. 이 조절은 심한 척추인대 말초신경손상 치료에서 ‘생체 내’ 신경세포의 재생에 적용될 수 있다.

○ 성장원추의 중심부분은 일련의 미세소관, 미토콘드리아 및 다른 세포소기관을 포함하며 바깥부분은 사상가족이라고 하는 세포질 내의 미세섬유를 포함한다. 결국 사상가족은 성장원추의 전방이동 경로를 결정하는 요소이다. 사상가족의 거동변화는 결국 성장원추 경로의 변화이고 따라서 축색돌기가 확대되는 방향의 변화가 된다.

○ 최근 신경세포의 성장을 좌우하는 많은 화학 인자들이 확인되었고, 화학적 신호들이 대단히 복잡한 방식으로 서로 상호작용한다는 것도 입증되었다. 현재까지 논의된 것들과는 달리 신경세포성장 자극에 대한 응용에서 ps와 fs의 차수의 초단펄스레이저가 알려졌다. 초단펄스레이저는 큰 평균 전력을 필요로 하지 않고 비선형 광 감응을 발생시킨다.

○ 정량화에 포함된 파라미터들은 신경세포 상태, 광 들뜸 및 광에 대한 신경세포 감응에 관련된 것들로 사상가족의 현상학적 거동을 통계적으로 전산처리하여 계산할 수 있다. 이 분석은 연속광과 펄스레이저광을 사용하고 그것을 빛이 존재하지 않는 자연 상태의 신경세포들과 비교하여 신경세포 성장원추의 활성도를 정량화한 파라미터들을 구할 수 있게 했다.

○ 최적 펄스레이저광을 선택하여 신경세포 축색돌기 성장원추에 초점을 맞추어 사상가족의 성장속도와 방향을 결정하는 방법과 소자의 개발은 기능적 축삭돌기 연결에 효과적 치료를 가능하게 한다. 이 방법과 소재의 개발은 현재까지 불치병으로 여겨온 신경세포퇴화에 의한 노인성질환의 근본적 치료가능성을 제시하며 그 질환으로부터 인류의 해방을 앞당길 수 있을 것으로 전망된다.

저자: INSTITUT DE CIENCIES FOTONIQUES, FUNDACIO PRIVADA
자료유형: 특허정보