요약:
Allen Institute 연구팀은 쥐의 뇌간에서 청반(청반, 진한 파란색 색소로 인해 '청반'이라고도 알려짐)의 신경 연결을 지도화한 결과, 한 뉴런의 총 축삭 길이가 70.32cm에 달한다는 사실을 발견했는데, 이는 지금까지 측정된 쥐 뉴런 중 가장 긴 것입니다. 연구에 따르면 이전에는 뇌 전체에 단일 신호를 보내는 것으로 생각되었던 이 영역이 실제로는 뚜렷한 투사 경로와 기능을 가진 세포 그룹을 포함하고 있는 것으로 나타났습니다. 연구 결과는 네이처 저널에 게재됐다.
청반은 뇌세포의 작은 부분만을 차지하지만 노르에피네프린의 중요한 공급원입니다. 노르에피네프린은 주의력, 학습, 스트레스 또는 각성 상태 조절에 관여하며 심박수에도 영향을 미칩니다. 연구자들은 청반을 뇌 전체에 균일하게 방송하는 "메가폰"에 비유하곤 했습니다. 새로운 연구에 따르면 이는 특정 뇌 영역에 다양한 신호를 보내는 통신 네트워크에 더 가깝습니다.
연구팀은 전뇌 영상, 신경 활동 기록, 유전자 분석 및 행동 실험을 결합하여 생쥐의 청반 위치에 있는 뉴런의 형태, 투사 위치 및 활동을 분석했습니다. 연구에는 거의 35,000개 뉴런의 전뇌 영상화, 거의 400,000개 세포의 유전자 발현 분석, 132개 청반 뉴런의 완전한 형태학적 재구성이 포함되었습니다. 결과는 청반의 등쪽 뉴런이 주로 대뇌 피질과 전뇌로 돌출하는 반면, 복부 뉴런은 주로 뇌간과 척수를 연결한다는 것을 보여주었습니다. 이러한 해부학적 차이는 또한 다른 유전자 발현 특성에 해당합니다.
의사 결정 작업에서 쥐가 부정적인 결과로 인해 선택을 변경할 때 등쪽 청반의 뉴런이 활성화됩니다. 쥐가 보상을 가져올 수 있는 신호를 무시하려고 하기 직전에 복부 뉴런의 발사 속도가 증가합니다. 이를 바탕으로 연구자들은 등쪽 투영 경로가 학습 신호와 관련이 있는 반면, 복부 경로는 동물이 환경 상호 작용에 참여하는지 여부에 영향을 미칠 수 있다고 믿습니다. 그러나 이러한 결론은 마우스 실험에서 나온 것이며 인간 두뇌에 미치는 영향과 직접적으로 동일할 수는 없습니다.
또한 이번 연구에서는 청반에 있는 뉴런의 축색 돌기의 평균 총 길이가 약 34~35cm이고 가장 긴 축삭의 길이가 70.32cm에 달하는 것으로 나타났습니다. 여기서 "길이"는 완전히 재건된 후 뉴런 축삭의 각 가지의 전체 길이를 의미하며, 70cm로 연장되는 직선적이고 연속적인 신경 섬유가 아닙니다. 이 뉴런은 대뇌 피질의 넓은 영역에 노르에피네프린을 전달하지만 소뇌, 뇌간 및 척수를 피하여 연결 범위가 넓지만 미분화되지는 않음을 보여줍니다.
노르에피네프린계는 우울증, 불안, 주의력결핍 과잉행동장애 등 질병과 관련된 약물의 표적이 되어 왔으며, 청반의 신경세포도 알츠하이머병 초기에 손상되는 세포 중 하나로 여겨진다. 연구팀은 다양한 회로의 역할에 대한 더 깊은 이해가 미래에 특정 신경 회로를 보다 정확하게 조절하고 하나의 뇌 영역에 영향을 미칠 때 다른 회로에 대한 부작용을 줄이는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다. 그러나 이는 여전히 기본적인 연구 방향이며 아직 테스트된 새로운 치료법은 없습니다.
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