뇌 신경망 데이터 통합분석 도구 개발
양산부산대병원 이현수 의생명융합연구원 교수. 양산부산대병원 제공
양산부산대학교병원은 이현수 의생명융합연구원 교수 연구팀이 제조사가 서로 다른 다중전극칩 데이터를 하나의 기준으로 분석할 수 있는 오픈소스 분석 도구 ‘캐스케이드’를 개발했다고 11일 밝혔다.
다중전극칩은 배양한 신경세포나 뇌 오가노이드에서 발생하는 미세한 전기신호를 여러 전극으로 동시에 측정하는 장비다. 다중전극칩은 뇌질환과 치료제 연구, 의약품·화학물질의 신경독성 평가 등에 활용되지만 제조사마다 데이터 형식과 분석 프로그램이 달라 연구 결과를 직접 비교하기 어려웠다.
국가독성과학연구소 동물대체연구센터 박순현 센터장. 양산부산대병원 제공
이 교수는 국가독성과학연구소 동물대체연구센터 박순현 센터장과 순천향대·성균관대 연구진과 공동연구를 수행했다.
연구팀이 개발한 캐스케이드는 서로 다른 5개 제조사의 데이터를 동일한 방식으로 분석할 수 있게 설계됐다. 원본 데이터를 입력하면 신경세포의 전기신호와 발화율, 신경망 활성은 물론 신경세포의 활동이 주변으로, 연쇄적으로 확산하는 현상과 신경망의 정보처리 상태까지 자동으로 분석한다.
캐스케이드의 소스코드와 검증 데이터는 연구자 누구나 활용하고 검증할 수 있도록 무료로 공개됐다. 이번 연구 결과는 지난 7월 29일 생명정보학 분야 국제학술지 ‘바이오인포매틱스’에 게재됐다.
이 교수는 “뇌전증을 비롯한 여러 뇌신경질환은 개별 신경세포뿐 아니라 신경망 전체의 변화를 함께 살펴보는 것이 중요하다”며 “서로 다른 장비에서 얻은 데이터를 하나의 기준으로 비교할 수 있게 된 만큼, 약효 검증과 뇌질환 치료제 발굴을 위한 기반으로 활용되길 기대한다”고 말했다.
박 센터장은 “신경세포의 신호를 어떤 장비로 측정하더라도 같은 기준으로 분석해야 과학적인 비교가 가능하다”며 “캐스케이드가 동물을 대체하는 신경독성 평가와 바이오 지능 연구 발전에 도움이 되길 기대한다”고 전했다.
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