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‘뇌 신경전달물질’ 실시간 측정 기술로 뇌질환 치료↑

한양대 장동표 교수팀, 뇌 속 도파민 실시간 측정기술 개발
신경전달물질 측정 기반 폐회로 뇌조절 기술 개발 가능성 높여

  • 기사입력 : 2018년09월13일 12:00
  • 최종수정 : 2018년09월13일 12:02
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[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 파킨슨병이나 조현병 환자의 도파민 농도를 실시간 측정할 수 있는 기술이 개발됐다. 

13일 한국연구재단(이사장 노정혜)에 따르면 한양대 의생명공학전문대학원 생체의공학과 장동표 교수 연구팀은 전기화학기법을 이용해 실시간 뇌 신경전달물질 농도 측정 기술을 개발하는 데 성공했다. 

이번 연구성과로 뇌과학 연구뿐만 아니라 뇌질환 환자의 치료 시스템에도 활용할 수 있을 것으로 기대한다. 

[그림] 실험동물에서의 생체 내 도파민 농도의 측정 : 다중순환 사각파형 전압전류법을 이용해, 생체 내에서의 신경전달물질의 농도를 측정했다. 마취된 쥐의 선조체에서 평상시 도파민의 기저 농도를 측정하고, 도파민의 재흡수 억제제를 체내에 주사하여 이후 약 2시간 동안 도파민의 기저농도가 변화하는 것을 측정했다. 2018.09.12. [자료=한국연구재단]

연구결과는 전기화학 분야 저명한 국제학술지 ‘바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스(Biosensors & Bioelectronics)’ 8월 20일자 논문으로 게재됐다. 

도파민은 뇌신경 세포의 흥분을 전달하는 역할을 한다. 뇌 질환의 근본 원인을 규명하고 이해하는 데 있어 도파민은 중요한 지표다. 파킨슨병 환자의 뇌 속 도파민 양은 감소돼 있다. 정신분열증으로 알려진 조현병 환자는 도파민이 너무 많은 것으로 알려져 있다. 

과거에는 미세투석법, 전류법, 고속스캔순환전압전류법 등을 이용해 뇌 신경전달물질을 측정해왔다. 이 방법은 시시각각 변하는 도파민의 농도를 실시간 측정하는 데 한계가 있었다. 

한양대 의생명공학전문대학원 생체의공학과 장동표 교수 2018.09.13. [사진=한국연구자단]

이에 연구팀은 도파민 농도의 실시간 측정을 위해 다중사각전압 형태의 새로운 전기화학법을 개발, 신경전달물질의 전기화학적 특성을 실시간 영상으로 구현될 수 있게 제작했다. 

특정한 파형을 갖는 전압을 가해주면 물질이 산화환원반응을 일으켜 전류가 발생하는데, 이를 측정·분석하는 원리다. 또 도파민의 반응 특성을 이차원 영상으로 구현, 도파민과 화학 구조가 비슷한 다른 신경전달물질과의 구분을 명확하게 할 수 있다. 

 

kimys@newspim.com

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