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뇌에서 수상돌기 나노관 네트워크를 통한 세포 간 소통

 (science.org)
1P by GN⁺ 15일전 | ★ favorite | 댓글 1개
  • 연구진이 뇌에 존재하는 세포 간 나노관 구조를 규명함
  • 이 수상돌기 나노관 네트워크가 뇌세포 간 신호 전달을 가능하게 함
  • 해당 네트워크는 뇌 신경세포의 정보 처리에 중요한 역할을 담당함
  • Johns Hopkins University School of Medicine 내 여러 부서가 공동 연구에 참여함
  • 연구에는 기초 연구부터 시각화, 검증, 기획, 감독까지 다양한 역할이 포함됨

연구 기관 및 참여 부서

  • Solomon H. Snyder Department of Neuroscience, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD, USA
  • Department of Biomedical Engineering, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD, USA

주요 연구 역할

  • 본 연구는 개념화, 자금 조달, 실험 조사, 방법론 개발, 프로젝트 관리, 자원 제공, 연구 감독, 결과 검증, 데이터 시각화, 논문 집필 및 검토 작업이 포함됨
  • 여러 연구자들이 협력하여 다학제적인 연구 환경을 구성함

연구의 의의

  • 본 연구는 뇌 신경세포 간 새로운 형태의 소통 경로로서 수상돌기 나노관 구조의 존재 및 기능을 강조함
  • 이러한 구조는 기존에 알려지지 않았던 미세 나노관 네트워크를 통한 정보 교환의 가능성을 제시함
  • 이를 통해 뇌 내 신경회로 및 정보 전달 메커니즘에 대한 이해를 확장하는 데 중요한 기여를 함
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GN⁺ 15일전  [-]
Hacker News 의견

  • 펜로즈의 직관인 '양자 효과가 인지에 영향을 줄 수 있다'는 철학적으로 보면 점점 더 설득력을 얻고 있다고 생각함, 하지만 Orch OR 이론(즉, 미세소관 기반 양자 중력 붕괴가 의식을 유발한다는 구체적 주장)까지 증명된 건 아니라고 봄
    관련 논문 링크

    • 원글의 기사에서는 오히려 해당 가설이 아닌 더 신뢰할 만한 대안적 설명을 제시하는데, 중추신경계의 뉴런에선 이온이나 다양한 펩타이드의 수송까지 허용하는 충분히 큰 튜블이 발견됨이 포인트임, 이는 심장이나 평활근에서 흔히 알려진 gap junction보다 더 관대한 연결 구조임, 펜로즈의 가설은 양자 중력이 CNS에 영향을 준다는, 마치 사이언톨로지의 body thetans처럼 비과학적인 이야기로 보임

    • 최근 펜로즈의 발언을 들어봤다면, 미세소관 설명에 더 이상 강하게 집착하지 않음을 알 수 있음, 1년 전쯤 인터뷰 내용을 요약하면 '흥미로운 이론이니 테스트해보고 싶지만 맞는지 모르겠다' 정도의 입장이었음

    • 펜로즈의 생각과는 무관하다고 보임, 여기엔 양자 효과가 아니라 미세소관이 화물 운반에 전통적으로 쓰는 역할, 즉 인접한 수상돌기 간의 물질 운반에만 해당되는 내용임

    • 이 아이디어가 왜 논란이 되는지 이해가 가지 않음, 지성은 본질적으로 진화라는 과정에서 가능한 모든 물리적 메커니즘과 물성, 즉 고전적 구조든 양자 효과든, 세포 간 통신을 위한 수상돌기 나노튜브 네트워크 등이든, 생각의 정교한 계산과 발현을 지원하는 모든 가능성을 총동원하는 게 당연함, 진화란 곧 이 모든 possibility space를 탐색해온 역사이기 때문임

    • 이런 걸 두고 계속 추측하는 게 별 의미 없는 느낌임, 오래 전 이런 류의 이야기를 즐겨 읽었던 사람들에게야 흥미로울 수 있지만, 근거가 부족한 '이상한' 모델 대신 훨씬 설득력 있는 현대 의식 모델도 많지 않은가 하는 생각임

  • 에디터 요약: 시냅스 연결은 뇌 내 고전적인 세포간 신호전달 경로지만, 최근 데이터에선 칼슘, 미토콘드리아, 아밀로이드 베타(Aβ) 같은 다양한 물질의 전달을 중개하는 비정형(interneuronal) 경로가 실제 존재함이 드러남, Chang 등은 초해상도 및 전자현미경을 통해 수상돌기를 연결하는 나노튜뷸러 브리지를 발견하고 구조를 규명함, 이 경로는 칼슘 이온, 소분자, Aβ 펩타이드 전달을 중개하며, 이로 인해 알츠하이머에서 Aβ가 퍼지고 축적되는 역할도 있을 것으로 보임 — Mattia Maroso

    • 여기서 초해상도(super-resolution)는 이미지를 보간하거나 고해상도로 ‘상상’하는 프로세싱 기법을 의미하는지 궁금함, 만약 그렇다면 이런 방식이 과학적 증거 수집에 널리 인정받고 사용되는지 궁금함

  • 매년 인간 몸에서 무언가 새로운 것이 계속 발견되는 점이 정말 놀랍게 느껴짐, 이제쯤은 모든 걸 다 밝혔으리라 생각하기 쉬운데 말임

    • 아직 다 발견하지 못한 이유에 대한 흥미로운 블로그 글을 봤음
      we’re not going to run out of new anatomy anytime soon
      물론 저 글은 인간 해부학의 큰 구조에 대한 이야기임, 지금 논의하는 브리지 구조처럼 크기가 매우 작으면 발견에 훨씬 더 어렵다는 흔한 사유가 있음, 위 글은 대형 구조에 초점을 맞춘 것임

    • 학교 과학 수업이나 다큐멘터리들이 모든 게 다 밝혀졌다는 인식을 만드는 데 한몫하는 느낌임

    • 플랑크 길이까지 모든 것을 발견하고, 그 플랑크 길이라는 단위가 진짜로 한계임을 증명하지 않는 이상 결코 모든 걸 다 발견했다고 할 수 없음, 오히려 상대적으로 보면 우리는 이제 겨우 일부만 밝힌 것과 같음

    • SF소설에서 외계 기술을 짧은 시간에 리버스 엔지니어링하는 걸 볼 때마다 이런 생각을 자주 하게 됨

    • 촘스키의 비유를 빌리자면, 지금 인지과학은 갈릴레이 혁명 이전의 단계라는 생각이 듦, 수천 명의 대단한 과학자들이 최근 100년간 엄청난 업적을 냈지만, 첨단 신경과학마저도 '사과를 보면 피질 어느 부분이 활성화된다—그럼 그 부위를 Apple Zone이라 부르자' 그 이상 나아갈 개념적 도구가 부족한 상황임, 다행이자 슬프게도 평생에 이런 구분이 바뀌는 걸 목격할 수도 있을 거란 생각도 하게 됨, 만약 증상별 추측 치료 대신 실제 거짓말 탐지 헬멧 같은 기술이 도입된다면, 그 사회적 대가에 대해 다 같이 판단하게 될지도 모름

  • preprint 논문 링크
    https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.05.20.655147v1.full.pdf

  • 이제 인공신경망도 새로 설계해야 할 시기라고 느낌

    • 두뇌의 놀라운 점은 정보 전달 경로가 수없이 많다는 점임, 그리고 이번 발견처럼 아직도 새로운 경로를 계속 찾고 있다는 점이 재밌음, 인공신경망이 이 모든 경로를 모델링할 수 있을지는 의문임

    • 여기서 말하는 communication은 꼭 정보라기보다는 단백질이나 이온, 특히 알츠하이머 연구 대상인 amyloid protein의 전달이라는 점에 더 초점을 두는 게 맞음

    • 인공신경망은 등장한 뒤로 실제 브레인과의 유사성을 거의 버리다시피 함, 신경과학이 발전할수록 실체 간의 격차는 오히려 커지는 중임

    • 이게 구체적으로 어떻게 적용돼야 하는지 궁금함, 또 이게 단순히 더 많은 I/O 채널을 통해 neuron에 데이터가 드나드는 것과 근본적으로 무엇이 다른지 궁금함

  • 본 연구는 볼티모어의 John Hopkins에서 주로 진행됐으며, NIH 산하 National Institute of Neurological Disorders and Stroke의 자금 지원을 받았음

    • 참고할 만한 점은, presumably 연구실 단계는 2025년 이전에 이미 마쳤다는 것임, 올해 2월 John Hopkins의 신경과학자가 정부 예산 삭감과 관련해 "이제 진짜 끝이다"라고 말한 바 있음
      관련 기사

  • 조직 대다수에서도 이런 현상이 추정된 바 있고, 실제로 암이 직접적 연결 없이 퍼지는 경로로 관련이 있을 거란 주장도 있음, 과거엔 단순 background curioso(호기심거리)로 치부되어 연구가 진전되지 못했음, 초고해상도 이미징 기술이 더 발전하면 이 내용을 훨씬 더 다층적으로 밝혀낼 수 있을 거랄 희망이 있음

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