[학생 인터뷰] 최우철 박사과정생, 뇌 절편 영상 자동 보정 및 신경세포 3차원 분석기술 개발 대한 연구결과 Cell Reports에 논문 게재

이번 달에는 최근 실험용 쥐의 뇌 절편 영상을 자동으로 보정하고 규격화하여 신경세포의 3차원 분포정보를 정확하게 얻을 수 있는 핵심 분석 기술을 개발하신 백세범 교수님 연구실의 최우철 박사과정분과 인터뷰를 해보았습니다.

Q1. 간단한 자기소개 부탁드립니다.

안녕하세요, KAIST 뇌인지공학프로그램 백세범 교수님 연구실에서 박사과정인 최우철 학생입니다. 곧 졸업을 앞두고 있으며, 관심 연구 분야는 계산뇌과학, 인지과학 입니다.

Q2. 최근에 뇌 전역의 신경세포 연결성을 mapping하는 새로운 기법을 개발하셨습니다. 이에 대해 간단한 소개 부탁드리겠습니다.

네, 이번에 Cell Reports의 5월에 "Precise Mapping of Single Neurons by Calibrated 3D Reconstruction of Brain Slices Reveals Topographic Projection in Mouse Visual Cortex"라는 제목으로 논문이 발표되었습니다.

간단하게 소개드리면, 표준화된 쥐의 뇌 이미지 데이터베이스를 이용하여, 실험에서 얻은 쥐의 뇌 이미지의 신경 세포의 3차원 위치를 정확하게 추적하는 소프트웨어를 개발하게 되었습니다.

Q3. 이번 연구를 진행하며 가장 까다로웠던, 혹은 힘들었던 부분이 있으셨는지요? 있으셨다면 어떻게 해결해 나가신지도 궁금합니다.

이번 연구를 진행하며 까다로웠던 점은 두 가지가 있었는데, 첫째로는 이 연구가 생물학적 실험과 소프트웨어 개발 두 가지 연구 분야를 포함하고 있는데, 생물학적 실험을 이해하고 데이터를 분석하는 소프트웨어를 직접 개발하는 부분이 까다로웠던 것 같습니다.

다행히도 같이 연구를 진행했던 송준호 학생이 생명과학과 연구실과의 적극적인 협업을 통해서 두 가지를 모두 이해하고 분석 기술을 개발할 수 있었던 것 같습니다.

둘째로는 여러 가지 다른 컴퓨터 환경에서 호환되는 소프트웨어를 개발하는 부분입니다.

현재 MATLAB 이라는 프로그램을 통해 소프트웨어를 개발하고 있는데, 운영체제에 따라 혹은 MATLAB 소프트웨어의 버전에 따라 조금씩 작동이 달라, 이 부분이 좀 까다로웠습니다.

이를 해결하기 위해서, 논문 출원 이전에 국내는 물론 해외에 있는 여러 연구실에서 개발중인 소프트웨어를 배포하고, 여러 가지 환경에서 해당 소프트웨어의 작동 여부를 확인하여 개발을 완료하게 되었습니다.

Q4. 뇌과학 연구의 최전선에서 연구해 나가고 계신 입장으로 뇌과학 연구를 진행하며 어떨 때 가장 흥미롭다고 느끼시나요? 혹은 어떤 점이 이 분야의 매력이라고 생각하시나요?

뇌 과학은 아직 발전하고 있는 연구이기 때문에 흥미로운 부분이 많지만, 그 중에서 가장 흥미로운 부분은 아무래도 계산뇌과학을 전공하다 보니, 복잡한 신경 세포의 연결성 혹은 복잡하게 여겨지는 뇌의 행동 패턴을 계산적으로 모델링을 할 때 가장 흥미롭다고 생각합니다. 복잡한 현상을 간단하게 설명하여 뇌의 작동 원리를 알아 내려는 과정이 매력적이라고 생각합니다.

Q5. 예비 대학원생인 학부생들에게 대학원 과정의 선배로서 대학원 생활의 팁이 있을까요?

(만약 이미 대학원에 들어오기로 마음을 먹었다면) 물론 연구실 마다 환경이 모두 다르겠지만, 대학원 과정 중 힘든 시기가 없는 연구실은 없다고 생각합니다.

제가 하고 싶은 조언은, 힘든 시기 일수록 더 생각을 깊게 하고 행동했으면 좋겠다는 건데, 힘든 시기에는 보통 깊은 생각을 안하고 하던대로 행동하는 경향이 있을 수 있는데, 힘들수록 행동에 대한 결과를 깊게 생각하고 행동을 결정하면 좋을 것 같네요.

너무 추상적으로 말해서 지금은 무슨 뜻인지 와닿지 않을지도 모르는데, 혹시 힘든 시기를 겪을 때 한 번쯤 이 팁이 생각나서 도움이 된다면 좋을 것 같네요!

Q6. 앞으로 더 연구해보고 싶은 분야 혹은 방향은 어떻게 되시나요?

현재 저는 계산뇌과학과 인지 과학을 전공하여 사람의 인지 행동을 모델링하는 분야에 관심을 가지고 있는데, 현재 다른 연구실과의 협업을 통해서 사람의 뇌를 찍는 fMRI 연구를 진행하고 있으며, 나아가 사람의 인지 행동을 모델링하는 연구를 진행하고 싶습니다.

참고 논문: Song, Choi et al, Precise Mapping of Single Neurons by Calibrated 3D Reconstruction of Brain Slices Reveals Topographic Projection in Mouse Visual Cortex, Cell Reports, 2020.

김준희 기자 (jjoon95@kaist.ac.kr)