'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. [날씨] 광복절 연휴 첫날 충청권 흐리고 비…오후부터 곳곳 소나기
  2. 세종 9개 파크골프클럽 '화합의 샷'
  3. '한글 비문'에 담긴 광복의 기쁨… 대전 속 잊힌 독립 유산을 아시나요?(영상있음)
  4. 대전시가족센터·대전오페라단 업무협약
  5. 대전사랑메세나·동안미소한의원, 아이들의 건강한 성장 위한 의료품 지원
  1. '금융위·개보위' 때늦은 세종 이전설… 행정수도 남은 퍼즐은
  2. 천안시, 제81주년 광복절 맞아 독립운동 자료·사진 전시회 개최
  3. 사회복지법인 대전가톨릭사회복지회 대전 동구행복한어르신복지관 업무협약
  4. 천안중앙도서관, 시민과 함께하는 '우리동네 그림책 만들기' 운영
  5. 천안교육지원청, 2026년도 을지연습 사전교육 실시

헤드라인 뉴스


가계부채 총량 증가 3%로 확대... 단순계산 시 주담대 7조넘게 여력생길 듯

가계부채 총량 증가 3%로 확대... 단순계산 시 주담대 7조넘게 여력생길 듯

금융당국이 가계부채 총량 증가율 목표치를 3%로 확대하면서 꽁꽁 얼어붙던 주요 시중은행 주택담보대출 한도가 늘어날 것으로 보인다. 각 은행들의 총량 목표치를 같은 비율로 확대하고, 이를 추가 주택담보대출에 활용한다고 가정하면, 7조 5000억원 가량의 추가 한도가 확보될 수 있을 것으로 전망되기 때문이다. 16일 금융권 등에 따르면 5대 은행인 KB국민·신한·하나·우리·NH농협은행의 13일 기준 가계대출 잔액(정책성 대출 제외)은 650조 7747억원으로, 2025년 말 644조 9700억원보다 5조 8047억원 늘어난 것으로 집계..

불법구금·물고문 통한 자백… 44년 만에 국가보안법 재심 무죄
불법구금·물고문 통한 자백… 44년 만에 국가보안법 재심 무죄

1980년대 국가보안법과 반공법 위반 등으로 유죄 판결을 받은 피고인이 44년 만에 열린 재심에서 최근 무죄를 선고받았다. 16일 법조계 등에 따르면 대전지법 제11형사부는 올해 7월 30일 국가보안법·반공법·계엄법 위반 등의 혐의로 기소됐던 A 씨의 재심에서 국가보안법과 반공법, 계엄법 위반 혐의에 각각 무죄를 선고했다. 집회 및 시위에 관한 법률 위반 혐의는 면소 판결했다. (사건번호 2025재고합6) A 씨는 1982년 당시 국가보안법과 반공법, 계엄법, 집시법 위반 혐의로 기소돼 같은 해 10월 대전지법에서 모든 혐의가 유죄..

대전시 노후계획도시 정비 주민 상담 지원…20일 2차 컨설팅
대전시 노후계획도시 정비 주민 상담 지원…20일 2차 컨설팅

대전시가 노후계획도시 정비사업에 대한 주민 이해도를 높이고 상담을 지원하기 위해 현장 컨설팅을 진행 중이다. 16일 시에 따르면, 오는 8월 20일 오후 1시 30분 둔산2동 행정복지센터 2층 회의실에서 '2026년 제3회 미래도시지원센터 컨설팅' 2차 행사를 진행한다. 노후계획도시의 체계적인 정비를 위해 통합·상담서비스를 제공하고 주민-지자체-지원기구(LH,한국부동산원)-국토부 간 소통 창구를 마련하기 위해서다. 컨설팅에선 주민대표단 구성·운영 등 법 개정 사항과 추정분담금 산정 방식 등을 설명하고, 주민 질의에 대한 현장 상담을..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 막바지 피서객 몰린 계룡산 계곡 막바지 피서객 몰린 계룡산 계곡

  • 백중사리 기간에 침수된 보령시 오천항 일대 백중사리 기간에 침수된 보령시 오천항 일대

  • ‘자동차 불법 튜닝 안됩니다’ ‘자동차 불법 튜닝 안됩니다’

  • 대전시-더불어민주당 대전시당 당정협의회 대전시-더불어민주당 대전시당 당정협의회