[뉴스] 빛으로 뇌 신경세포 켠다…광유전학 개척자들 노벨상

빛을 비추는 것만으로 살아 있는 뇌의 특정 신경세포를 켜고 끌 수 있다면, 감정과 행동의 비밀도 실시간으로 들여다볼 수 있을까요?

광유전학의 출발점은 녹조류가 빛을 향해 움직이는 원리를 밝히려는 연구였습니다. 페터 헤게만과 게오르크 나겔은 녹조류에서 빛에 반응하는 단백질인 채널로돕신을 발견했습니다. 칼 다이서로스는 이 단백질을 생쥐의 신경세포에 적용해 빛으로 세포의 활성을 조절하는 데 성공했습니다.

이 발견으로 연구자들은 특정 신경세포나 뇌 회로를 선택해 정밀하게 활성화하거나 억제할 수 있게 됐습니다. 뇌의 특정 회로가 행동에 어떤 영향을 주는지 실시간으로 살펴보며, 두 현상 사이의 인과관계를 시험할 길이 열린 것입니다. 파킨슨병과 간질, 수면 장애의 원인을 연구하고 신약의 효과를 확인하는 데도 광유전학이 활용되고 있습니다.

빛 한 줄기로 뇌 회로의 작동을 조절하는 기술은 뇌를 이해하는 새로운 창을 열었습니다. 녹조류의 빛 감지 원리에서 시작된 연구가 오늘날 신경과학과 질병 치료의 가능성을 넓히고 있습니다.

빛으로 뇌 신경세포 켠다…광유전학 개척자들 노벨상, 뇌 지도에서 치료의 가능성까지

뇌의 특정 회로가 행동과 감정에 어떤 영향을 주는지 알아내려면, 그 회로를 선택적으로 조절하고 반응을 살펴볼 수 있어야 합니다. 광유전학은 빛에 반응하는 단백질을 특정 신경세포에 발현시킨 뒤 빛으로 세포의 활동을 제어하는 기술입니다. 연구자들은 이를 통해 뇌 회로의 활성과 행동 사이의 인과관계를 정밀하게 살펴볼 수 있게 됐습니다.

이 기술의 토대가 된 것은 녹조류에서 발견한 빛 감응 단백질, 채널로돕신입니다. 페터 헤게만과 게오르크 나겔은 이 단백질을 발견했고, 칼 다이서로스는 이를 생쥐의 신경세포에 적용해 빛으로 세포 활성을 조절하는 데 성공했습니다. 세 개척자의 연구는 뇌를 관찰하는 데서 나아가, 특정 신경 회로의 기능을 직접 시험할 수 있는 길을 열었습니다.

광유전학은 파킨슨병과 간질, 수면 장애의 원인을 연구하고 신약 후보의 효과를 확인하는 데 활용되고 있습니다. 공포와 트라우마와 관련된 뇌 회로를 이해하려는 연구에도 쓰입니다. 망막 색소 변성 환자의 남아 있는 망막 신경세포에 빛을 감지하는 능력을 부여해 시각 기능 회복을 시도하는 치료 연구에서도 일부 성과가 보고됐습니다.

뇌의 복잡한 작동 원리를 세포 수준에서 밝히고, 그 지식을 치료 가능성으로 연결한 점이 광유전학의 큰 의미입니다. ‘빛으로 뇌 신경세포 켠다’는 발상은 뇌 회로와 행동의 관계를 실험으로 검증하는 연구를 가능하게 했고, 기초과학에서 질환 연구와 치료 개발로 이어지는 가능성을 보여주며 노벨생리의학상으로 주목받았습니다.

Reference

한국경제: https://www.hankyung.com/article/2026100538921