뇌 손상: 새로운 Nature 논문을 이해하기 위한 인포그래픽

예일 대학의 과학자들은 돼지 뇌를 죽은 후 몇 시간 동안 체외에서 살아있게 유지했습니다. 논문 사후 몇 시간 후 뇌 순환 및 세포 기능 회복 에서 뇌 손상 연구에 빛을 밝혀줄 돼지 뇌를 이용한 실험에 대해 설명합니다. 네이처 매거진 게시됨 4월 17일자 신문에 게재되었습니다.

"대부분의 인류 역사에서 죽음은 매우 단순했습니다." 크리스토프 코흐는 이렇게 말합니다. 그는 워싱턴주 시애틀에 있는 앨런 뇌과학연구소의 대표 겸 수석 과학자입니다. "이제 우리는 돌이킬 수 없는 것이 무엇인지 질문해야 합니다."

이 뇌의 뉴런 사이에는 통신이 전혀 이루어지지 않았기 때문에 의식이 없었습니다. 하지만 세포는 살아 있었으며 그것만으로도 매우 큰 발견입니다.

"이전 연구 결과에 따르면 세포는 기본적으로 몇 분 안에 세포 사멸 과정을 거치는 것으로 나타났습니다." 이 연구를 주도한 예일대 신경과학자 네나드 세스탄은 기자 회견에서 이렇게 말했습니다. "우리가 보여주는 것은 세포 사멸 과정이 점진적인 단계적 과정이며, 이러한 과정 중 일부는 연기, 보존 또는 되돌릴 수 있다는 것입니다."

뇌 손상 실험

네이처 매거진에 따르면 연구진은 6시간 동안 뇌가 얼마나 잘 견뎌냈는지 테스트했습니다. 그 결과 뉴런과 다른 뇌 세포가 당을 소비하고 이산화탄소를 생성하는 등 정상적인 대사 기능을 다시 시작했음을 발견했습니다. 또한 뇌의 면역 체계도 작동하는 것처럼 보였습니다. 개별 세포의 구조와 뇌의 일부가 보존되었습니다. 반면, 영양분과 산소가 풍부한 용액을 공급받지 않은 대조군 뇌의 세포는 붕괴되었습니다. 그리고 과학자들은 치료받은 뇌의 조직 샘플에 전기를 가했을 때 개별 뉴런이 여전히 신호를 전달할 수 있음을 발견했습니다.

과학자들은 사후 뇌의 조직 분해를 일으키는 일부 과정을 약화시키기 위해 특별히 고안된 BrainEx라는 시스템을 만들었습니다. 이 시스템에는 BEx 관류액이라는 용액을 펌핑하는 것이 포함됩니다. 이 용액은 보호제, 안정화제, 조영제의 독점적인 혼합물로 혈액을 대체하는 역할을 합니다. 또한 관류액에는 신체 조직의 산화를 막고 세포 사멸을 막는 화학 물질이 포함되어 있습니다. 또한 신경 활동 차단제도 포함되어 있는데, 그 목적은 두 가지입니다. 연구팀은 이 용액을 정상 체온에서 분리된 뇌의 주요 동맥으로 펌핑했습니다.

**기사 그림은 뇌 전체를 BEx 장치에 연결한 방법을 보여줍니다. 돼지 뇌와 관류 시스템의 연결은 동맥 라인을 통해 이루어졌습니다.**

연구진은 미국 농무부 도축장에서 약 300마리의 돼지 머리를 사용했습니다. 연구팀은 기술을 최적화한 후 32마리의 돼지 뇌를 BrainEx 시스템에 연결했습니다. 연구팀은 돼지를 도살한 지 4시간 후에 두개골에서 뇌를 제거한 후 연결 작업을 수행했습니다. 펌프, 히터, 필터로 구성된 이 컴퓨터 네트워크는 6시간 동안 유량, 온도, 독점적인 관류 용액을 제어했습니다.

실험을 이해하기 위한 인포그래픽

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뇌 손상: 새로운 Nature 논문을 이해하기 위한 인포그래픽

뇌 손상 실험

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