한국뇌연구원이 이동하 박사 연구팀이 연세대학교 의과대학 박해정 교수 연구팀과 함께 전체 인간 뇌 백질에 대한 연결 분포 지도를 작성하고 백질의 물리적 공간 내에서 전체 뇌의 배선의 최적화를 규명했다고 5일 밝혔다. 연구결과는 뇌영상 분야 1위인 세계적 권위의 국제 학술지 `NeuroImage`에 4월 2일 게재(온라인)됐으며 한국연구재단 뇌과학원천기술개발사업, 한국뇌연구원 기관고유사업의 도움을 받아 진행됐다.뇌의 백질은 피질 및 피질하 뇌 시스템을 연결하는 신경 섬유로 구성된다. 회백질의 접힌 벽으로 둘러싸인 좁은 공간 내에서 많은 신경 집단의 상호 연결이라는 측면에서 복잡성을 고려할 때 뇌는 특정 방식의 구조화된 배선이 필요하다. 접근 가능한 방식으로 배선의 3차원 구성을 탐색하기 위해 각 복셀이 배선을 매개하는 피질 분포에 따른 백질의 복셀 수준 배선 패턴에 중점을 뒀다.이에 연구팀은 Human Connectome Project에서 100개의 확산 영상(DTI) 데이터의 확률적 트랙토그래피를 사용해 전체 백질 복셀에서 360개의 피질 영역으로의 복셀 방식 연결 분포 맵을 구성했다. 그런 다음 인구 연결 분포 맵을 사용해 최대 및 두 번째 최대 피질 연결 레이블과 피질 연결 밀도의 국소 기울기 및 엔트로피 측면에서 백색질 복셀에서 섬유 다발의 공간적 조직을 탐색했다.연구팀은 현재 연구에서 대부분 소개 된 내부 캡슐, 외부 캡슐, 뇌량, 대상 번들 및 갈고리다발를 포함해 가장 대표적인 백질 영역에 대한 지배적인 피질 연결 레이블, 국소 기울기 및 연결 엔트로피를 제시했다.이러한 주요 영역은 개별 복셀에 대한 연결 분포의 그라데이션 구성을 보여줬고 전체 뇌 연결 분포 맵에 반영된 이 조직화된 패턴은 백질의 물리적 공간 내에서 전체 뇌의 배선을 최적화하도록 설정할 수 있다.연구팀은 이번 연구결과가 복셀 수준에서 백질의 연결 구조를 이해하면 뇌의 기능 손실 위험을 줄일 수 있기에 백질 복셀의 외과적 절제와 같은 적절한 치료 계획에 도움을 줄 수 있는 자료가 될 것으로 기대하고 있다.또 본 연구에서 제안한 전체 인간 뇌 백질 연결 분포 지도가 연구자들이 백질의 연결 조직을 쉽고 능숙하게 식별하는 데에 도움이 될 것으로 기대된다.