'절개 없이 신경망 고해상도로 관찰'… IBS, 초고속 홀로그램 현미경 개발

  • 경제/과학
  • IT/과학

'절개 없이 신경망 고해상도로 관찰'… IBS, 초고속 홀로그램 현미경 개발

초당 500장 데이터 획득 가능
파면왜곡 보정 성능 100배 향상
"기존 광학 현미경 한계 극복"

  • 승인 2019-08-01 16:29
  • 김성현 기자김성현 기자
noname01
IBS가 개발한 초고속 홀로그램 현미경
절개수술 없이 살아있는 생물체의 신경망까지 고해상도로 관찰할 수 있는 초고속 홀로그램 현미경이 개발됐다.

기초과학연구원(IBS)은 분자 분광학 및 동력학 연구단 최원식 부연구단장 연구팀이 영상 획득 속도를 비약적으로 향상시킨 초고속 홀로그램 현미경을 개발했다고 1일 밝혔다.

생체조직은 복잡한 구조로 인해 현미경으로도 그 내부를 관찰하기 어렵다. 빛이 다양한 세포들에 부딪히며 파면이 왜곡되기 때문이다. 이런 파면 왜곡 현상으로 인해 생체조직 내부 깊은 곳까지 관찰하기 어렵다는 일반 광학현미경의 한계를 극복하기 위해 홀로그램 현미경이 등장했다.

고심도 생체영상을 획득하기 위해서는 빛의 파면을 정량화해 특정 깊이를 선택적으로 측정하는 것이 필요하다. 시분해 홀로그램 현미경은 빛의 세기만 관찰하는 일반 현미경과 달리 물체광과 참조광이라는 두 종류의 빛(레이저)을 이용해 빛의 세기와 위상을 동시에 측정한다. 이를 토대로 특정 깊이에서 선택적으로 광신호를 획득해 내부 깊숙한 곳의 이미지까지 얻을 수 있다.

하지만 기존 기술은 파면 왜곡을 극복하기 위해 파면을 측정하고 제어하는 일을 하드웨어적으로 반복해야 했기 때문에 영상획득 속도가 느려 살아있는 동물의 관찰에 적용하긴 어렵다는 한계가 있었다.

이에 연구진은 물체광과 참조광을 동조시키는 방식으로 기존보다 데이터 획득 속도를 수십 배 이상 향상시킨 초고속 홀로그램 현미경을 개발했다. 초당 10장 정도의 이미지를 획득하는 기존 기술과 달리, 연구진이 개발한 현미경은 초당 500장 정도의 데이터를 획득할 수 있다. 또 파면을 측정하고 제어하는 반복적인 하드웨어 처리과정 없이도 초점의 광신호를 백배 이상 증가시킬 수 있다. 파면 왜곡을 보정하는 성능이 백배 이상 향상됐다는 것으로, 더 깊은 곳까지 관찰하는 능력이 증가했다는 의미다.

연구진은 초고속 홀로그램 현미경을 이용해 형광표지 인자를 사용하지 않고 살아있는 제브라피쉬의 후뇌부에서 고해상도 뇌신경망 영상을 얻는 데 성공했다. 기존 대다수의 광학현미경 기술은 주로 부화한 지 1주일 이내인 어린 제브라피쉬에 형광물질을 주입해 신경섬유 구조를 파악하는 수준에 머물러 있었다. 제브라피쉬가 성장할수록 후뇌부를 덮는 부위에 비늘이 두껍게 형성돼 내부를 파악하기 어려웠기 때문이다. 이에 반해 이번에 개발된 기술은 수 주 이상 성장한 제브라피쉬에서 비표지 방식으로 중추신경계의 신경망 영상을 고해상도로 획득할 수 있다.

최원식 부연구단장은 "기존 광학 현미경 기술의 깊이 한계를 한 단계 뛰어넘은 것"이라며 "이 기술이 향후 뇌신경과학뿐 아니라 다양한 의·생명 융합 연구와 정밀 측정이 필요한 산업분야에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
김성현 기자 larczard@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 대전 빵축제 내년에는 원도심서 연다…시민참여형 축제로
  2. 대전역세권 개발 또 원점… 메가충청스퀘어가 공공기관 부지 공백 메우나
  3. 국감 종반전 충청 정치권 중앙행정기관 세종行 이슈파이팅 시급
  4. 사라진 일제 대전비행장… 도솔산·남선공원에 지하시설 남아 있을까
  5. [2026 경제세미나] "AI 시대, 대전만의 차별화와 국가반도체연구소 설립 필요"
  1. [주말사건사고] 대전서 주택·차량 화재 잇따라…충남선 교통·물놀이 사고로 2명 숨져
  2. [사설] 반도체연구소 대전 설립보다 나은 대안 없다
  3. [사설] '부천 소방관 순직' 화재 현장 잇단 참사
  4. 대한민국 최초의 대한민국노장가요경연대회 성료
  5. [홍성다문화] 홍성군가족센터, 중장년의 건강한 일상을 위한「오늘도 나를 잘 돌봅니다」 성료

헤드라인 뉴스


결혼비용 공개해도 추가금 여전… 공공 스드메가 해법일까

결혼비용 공개해도 추가금 여전… 공공 스드메가 해법일까

#. 지난 8월 결혼식을 올린 30대 박모 씨에게 예식 준비는 선택보다 확인의 연속이었다. 대전과 경기지역 예식장을 비교했지만 정작 가장 중요한 가격은 쉽게 알 수 없었다. 비용을 확인하려면 상담 예약을 잡고 직접 찾아가야 했고, 제휴 스튜디오·드레스·메이크업(스드메) 상품도 세부 조건을 따져볼수록 예상 금액이 늘어났다. 그렇다고 공공예식장으로 눈을 돌릴 생각은 없었다. 박 씨는 "평생 한 번뿐인 결혼식을 원하는 방식으로 치르고 싶은 마음도 존중받아야 하지 않느냐"며 "가격을 투명하게 알려주는 게 먼저지, 저렴한 곳을 찾아가라는 게..

취업 준비에만 月 58만 원… 구직청년 10명 중 7명 "비용부담"
취업 준비에만 月 58만 원… 구직청년 10명 중 7명 "비용부담"

구직 청년들이 취업 준비에 매달 평균 58만 원을 지출하는 것으로 나타났다. 이는 주거비를 제외한 금액으로, 청년 10명 중 7명이 취업 준비 비용에 부담을 느끼고 있었다. 한국경제인협회는 19일 이 같은 내용의 '구직 청년 취업 준비비용 조사' 결과를 발표했다. 이번 조사에서 응답자들이 최근 3개월간 취업 준비에 쓴 월평균 비용은 약 58만 원으로 집계됐다. 자격증·어학시험 응시료와 학원·온라인 강의 수강료, 교재비, 면접 준비비, 교통비 등이 포함된 금액이다. 부모나 가족이 대신 지불한 비용도 포함됐으며 주거비는 제외됐다. 취업..

충남경찰, `23조 원 규모` 불법 도박사이트 개설 조직 일망타진…77명 검거
충남경찰, '23조 원 규모' 불법 도박사이트 개설 조직 일망타진…77명 검거

충남경찰청이 베트남과 캄보디아 등 동남아 일대에 거점을 두고 23조 원이라는 천문학적인 금액이 오가는 도박공간을 개설·유통한 최상위 범죄조직을 일망타진했다. 경찰은 이번 수사를 통해 이들이 개설·분양한 하부 도박사이트들의 운영을 즉각 중단시키고, 국외로 도피한 피의자들에 대해서도 국제 공조를 통한 추가 검거에 나설 방침이다. 경찰은 19일 충남청 프레스센터에서 언론브리핑을 열고 2023년 3월부터 올해 7월까지 도박사이트 188개를 제작·분양한 최상위 조직 25명과 도박사이트 운영 조직 33명, 도박자 19명 등 77명을 검거했다고..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대덕대교 부분 통제 첫 날…차로 통제에 병목현상 대덕대교 부분 통제 첫 날…차로 통제에 병목현상

  • 2026년 육군본부 국정감사 2026년 육군본부 국정감사

  • 19일부터 대덕대교 부분 통제…왕복 10개 차로 중 5개 차선 통제 19일부터 대덕대교 부분 통제…왕복 10개 차로 중 5개 차선 통제

  • 한화이글스 류지현 감독 취임 한화이글스 류지현 감독 취임