'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. '행정수도특별법' 미래 불투명… 김종민 의원 역할론 중요
  2. 이준석 "세종 행정수도 압도적 완성"…하헌휘 시장 후보 지원사격
  3. 천안 대학병원 재학생, 병원서 실습나와 숨진 채 발견
  4. 대전 유성고속터미널 인근 배달 핫플레이스... 월 7000건 이상 주문으로 '활발'
  5. 이장우 대전시장 "저의 4년과 상대후보의 4년을 비교해 달라"
  1. 신보-하나은행-HD건설기계, '동반성장 지원 업무협약' 체결
  2. 천안법원, 무면허 음주사고 후 바꿔치기로 보험금 타려한 50대 남성 징역형
  3. 중도일보·제이피에너지, 충청권 태양광발전 공동개발 '맞손'
  4. 연암대, 직업재활 치유농업 충청권 워크숍 개최
  5. 갤러리아 센터시티, 대규모 리뉴얼 진행...신규 브랜드 입점·체험 콘텐츠 강화

헤드라인 뉴스


한 마리 학이 알려준 기적의 물! 유성 온천 탄생의 전설

한 마리 학이 알려준 기적의 물! 유성 온천 탄생의 전설

대전 유성 하면 떠오르는 것 바로 ‘유성온천’입니다. 지금은 뜸해졌지만 과거 유성온천은 조선시대 임금님이 행차했다는 이야기가 나올 정도로 유명했다고 하는데요. 유성온천은 과연 언제부터 사람들에게 알려지기 시작했을까요? 유성온천의 기원은 무려 1000년 전 유성지역에 살던 어머니와 아들의 사연에서 시작됐다고 알려져 있습니다. 따뜻한 온천과도 같은 어머니의 정성이 담겨 있다는 유성온천 탄생의 전설을 전해드립니다. 금상진 기자유성온천은 언제부터 사람들에게 알려졌을까 1000년 전 유성지역에 살던 어머니와 아들의 사연에서 시작한..

보존된 서울 상암 일본군관사와 흔적 없는 대전 일본군관사…"같은 피해 없도록 피해자성 공유 중요"
보존된 서울 상암 일본군관사와 흔적 없는 대전 일본군관사…"같은 피해 없도록 피해자성 공유 중요"

전투가 벌어진 장소를 전쟁유적이라고 부르는데, 여기에는 전쟁 시설 조성에 동원된 인력과 그 과정도 유적에 포함된다. 일제강점기에 한반도는 일본의 식민지로서 제국 일본의 영역이었으므로 지배를 강압하고 아시아태평양전쟁을 준비한 유적이 곳곳에 남아 있다. 정혜경 일제전쟁유적네트워크 대표는 그의 저서 '한반도의 일제 전쟁유적 활용, 해법을 찾아'에서 "우리 주변에 남아 있는 일제 전쟁유적은 일본 침략전쟁으로 인해 발생한 강제동원의 역사에서 피해자성을 공유할 수 있는 곳"이라며 "피해자성이란 피해의 진상을 파악하고 강제동원 피해자의 아픔에..

대전 유성고속터미널 인근 배달 핫플레이스... 월 7000건 이상 주문으로 `활발`
대전 유성고속터미널 인근 배달 핫플레이스... 월 7000건 이상 주문으로 '활발'

코로나 19시기를 겪으면서 음식 배달업은 생활형 소비 인프라로 생활 속에 밀접하게 닿아있다. 식당을 차리는 것보다 초기 창업비용이 적게 발생하고, 홀 서빙 등에 대한 직원 인건비 등도 줄다 보니 배달업에 관한 관심도 커진다. 주문량이 많은 곳에서 창업해야 매출도 뒤따르는 만큼 지역 선점이 어느 때보다 중요하다. 이에 빅데이터가 분석한 대전 배달 상권 핫플레이스를 분석해봤다.1일 소상공인 365에 따르면 대전 배달 핫플레이스는 유성구 온천2동 '유성고속터미널' 인근이다. 배달 핫플레이스란 배달 주문량이 기타 상권 대비 높은 장소를 뜻..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 첫 법정 공휴일 된 노동절…차분히 즐기는 휴일 첫 법정 공휴일 된 노동절…차분히 즐기는 휴일

  • 기자간담회 갖는 이장우 대전시장…오늘 예비후보 등록 예정 기자간담회 갖는 이장우 대전시장…오늘 예비후보 등록 예정

  • 때 이른 더위에 장미꽃 ‘활짝’ 때 이른 더위에 장미꽃 ‘활짝’

  • ‘우회전 시 일시정지 꼭 해주세요’ ‘우회전 시 일시정지 꼭 해주세요’