[학생 인터뷰] 임재근 박사과정생, 뇌 활동 중 뇌척수액 흐름과 뇌 기능영상 동시 측정법 개발

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<연구 내용 관련 대표 이미지>

이번 달에는 최근 “Measurement of CSF pulsation from EPI-based human fMRI” 제목의 연구를 진행하신 박성홍 교수님 연구실의 임재근 박사과정 학생과 인터뷰를 진행해보았습니다.

Q1. 간단한 자기소개를 부탁드립니다.

안녕하세요, 바이오및뇌공학과 박성홍 교수님의 자기공명영상 연구실 박사과정 임재근입니다.

Q2. 이번에 몇몇 향정신병제제가 폐암 치료에 도움이 될 수 있다는 내용을 제안하시는 논문을 발표하셨습니다. 해당 연구 분야를 간단하게 소개해주실 수 있나요?

이번에 저희가 진행한 연구는 기능적 자기공명영상을 촬영하며 얻은 영상 데이터를 이용해 촬영중 뇌척수액의 흐름이 어느정도였는지 측정하는 기법을 제시하는 연구입니다. 뇌기능-자기공명영상 촬영은 뇌의 활성도를 측정하는데 많이 사용되며, 예를 들어 특정 시각자극을 주며 자기공명 영상 촬영을 진행하여 시각피질 영역이 활성화되는 것을 확인할 수 있는 기법입니다. 주로 많은 인지실험과 뇌과학 기반 실험들에서 활용되고 있습니다. 최근의 연구 결과들에 따르면 이렇게 뇌가 활성화되어 있는 동안 생성되는 부산물 및 노폐물들이 뇌 조직에 남아있다가 뇌척수액의 흐름을 통해 뇌조직 바깥으로 빠져나오게 되고 뇌척수액에 실려 결국 뇌의 림프관, 신경다발 등의 다양한 경로로 배출되는 것이 밝혀졌습니다. 이 때문에 뇌의 기능적 활동과 뇌척수액의 노폐물 청소기작의 연관성이 높을 것이라고 보여지고 있습니다. 실제로 뇌 노폐물에 의해 진행되는 많은 퇴행성 신경 질환들, 대표적으로 알츠하이머 병 같은 경우에도 뇌척수액의 흐름 및 이로 인한 노폐물 청소 능력과 관련도가 높을 것이라는 연구결과가 나왔습니다. 이렇게 기존 접근방법과는 다른 새로운 관점으로 퇴행성 질환들의 원인과 그 치료방법을 탐구해볼 수 있다는 점이 이 연구분야의 큰 장점이라고 생각합니다.

Q3. 이번 논문의 대략적인 내용은 어떤것인가요? 이번 논문에서 새롭게 제시하신 포인트는 어떤것일지 간단히만 설명해주실 수 있을까요?

이번 저희 연구에서는 뇌기능 영상과 뇌척수액 흐름의 동시측정을 가능하게 하는 새로운 측정법을 제시하였습니다. 퇴행성 뇌질환 뿐만 아니라 일상적인 시각, 운동 자극등 뇌의 전반적인 활성화 과정과 뇌척수액 흐름과의 관계를 분석하면 퇴행성 뇌질환으로 가기 전 예방적으로 노폐물의 청소를 더 활발하게 하는 방법을 연구해볼 수 있습니다. 저희는 이를 위해 필요한 뇌 기능 영상기법과 뇌척수액 흐름 동시측정 기법을 자기공명영상 기법의 MR physics 모델을 활용 및 시뮬레이션한 계산법을 제시하였으며, 저희 기법과 기존의 뇌척수액 흐름만을 단독으로 측정하는 다른 기법과의 일치도를 확인하였습니다. 이를 통해 뇌척수액의 흐름이 특정 임무를 수행할때에 증가하는지, 감소하는지 또 실시간으로 어떻게 변해가는지를 확인해볼 수 있게 되었습니다. 저희가 제시한 기법을 활용하면 향후 퇴행성 뇌 질환의 치료 및 예방을 위한 연구에 뇌척수액 활성도와 관련하여 활용될 가능성이 많을 것이라 기대하고 있습니다.

Q4. 이번 연구를 진행하며 가장 까다로웠던, 혹은 힘들었던 부분이 있으셨는지요? 있으셨다면 어떻게 해결해 나가신지도 궁금합니다.

이번 연구는 새로운 측정법을 제시하는 연구였기 때문에, 저희가 제시한 측정법의 정확성과 타당성에 관한 근거를 제시하는 것이 가장 큰 문제였던 것 같습니다. 유사한 목적으로 사용되고 있는 기존 기법과의 비교 분석으로 저희 기법의 타당성을 보여주는 과정에서는 실험을 할 때의 다양한 변수들을 통제하고 최대한 유사한 실험 환경에서 기존 기법과의 비교가 중요함을 깨닫게 되었습니다. 또한 기법을 제시할 때 이론에 기반한 모델로 제시하고 이를 기반으로 타당한 시뮬레이션을 보여주는 것이 연구 결과를 뒷받침하는데 큰 도움이 된다는 점도 배우게 되었던 것 같습니다.

Q5. 마지막으로 대학원을 계획하고 있는, 혹은 이제 막 입학한 후배들에게 해주실 팁이 있을까요?

저도 아직 대학원 생활이 힘들어서 아쉽게도 대단한 꿀팁은 잘 모르겠습니다. 그래도 요즘 생활하며 드는 생각을 말씀드리자면, 스스로가 몰입할 수 있는 취미가 있으면 좋을 것 같습니다. 연구생 생활을 하다보면, 이미 좋은 회사에 다니며 멋진 사회인이 된 친구들은 많아지는데, 우리는 연구실에서 매일매일 머리 싸매며 새로운 걸 배우고 만들어내야 하죠. 그렇다보니 가끔 내가 뭘 하는건가 하는 현타도 올 수 있습니다. 이럴 때 어떤 것보다도 재밌고, 프로는 아니지만 정말 잘하고 싶어서 열중하는 취미가 한두개쯤 있으면 소소한 행복이 될 것이라 생각합니다. 감사합니다.

참고: Kim, Jun-Hee, Jae-Geun Im, and Sung-Hong Park. "Measurement of CSF pulsation from EPI-based human fMRI." NeuroImage 257 (2022): 119293.

김준희 기자 (jjoon95@kaist.ac.kr)