‘홀로그래피’기술로 알츠하이머 질환 측정

KAIST, 알츠하이머 정량적 측정기술 개발

알츠하이머에 걸린 뇌의 구조 변화와 정도를 수치화할 수 있는 기술이 개발됐다.

KAIST는 박용근 물리학과 교수와 정용 바이오및뇌공학과 교수 공동 연구팀이 ‘홀로그래피’ 영상 기술을 이용해 알츠하이머 질환을 정량적으로 측정하는 광학기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

뇌의 구조는 뇌 기능이나 질병과 밀접하게 관련돼 있다. 그 중에서도 알츠하이머에 걸린 뇌는 회백질과 해마에 아밀로이드 반점이나 신경섬유 엉킴 같은 비정상적 구조를 나타내 이를 관찰하기 위한 영상기술이 필요하다.

지금까지는 주로 자기공명영상(MRI), 양전자단층촬영(PET) 같은 기술을 활용했다. 그러나 0.1㎜ 이하의 세밀한 구조를 관찰하기 힘들었다.

이에 연구팀은 빛의 간섭현상을 통해 조직의 굴절률 분포 수치 영상을 계산할 수 있는 홀로그래피 현미경 기술을 이용해 뇌 구조 정보를 정량적으로 분석했다.

조직 표본을 투과한 빛은 굴절률 분포에 따라 특정한 산란 과정을 겪는데, 이를 토대로 연구팀은 뇌 조직 내에서 빛이 산란되는 거리와 산란광이 퍼지는 방향을 수치로 나타냈다.

연구팀은 이 기술로 알츠하이머에 걸린 쥐의 뇌에서 해마와 회백질의 산란 평균 거리와 방향성이 정상 뇌보다 낮아지는 것을 확인했다. 해마 내에서 산란되는 평균 거리는 약 40％가 감소했다. 이는 해마의 구조가 알츠하이머로 인해 손상되고 불균일해지기 때문이다.

박용근 교수는 “이 연구는 알츠하이머뿐 아니라 파킨슨병 등 다른 질병 연구에도 광범위하게 활용할 수 있다”고 말했다. 최소망 기자 somangchoi@