나노기술 및 정책 정보

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나고야대학 등 공동 연구팀이 광섬유를 실험 동물에 삽입하지 않고 신경 활동을 조작하는 기술을 개발함. 연구팀은 광섬유의 삽입과 접속으로 인한 여러 가지 문제를 해결하기 위해 생체 투과성이 높은 근적외광을 이용한 ‘파이버리스(Fiberless)’ 광 유전학을 개발함. 근적외광으로 신경 활동을 조작하기 위해, 근적외광을 업컨버전 반응을 통해 가시광으로 고효율로 변환하는 란탄 마이크로 입자를 사용함. 업컨버전 반응은 장파장의 빛을 단파장의 빛으로 변환하는 반응으로 희귀 원소 인 란탄계열 원소를 결합함으로써 근적외선(976nm)을 가시광선(540nm)으로 변환 할 수 있음. 이 란탄족 마이크로 입자를 뇌에 미량 주입하고 체외에서 근적외광을 조사함으로써 체내의 심부 조직에서 가시광선을 발광시키고 그 빛에 의해 신경 활동을 조작하여 실험 동물 개체의 행동 제어가 가능함을 제시함. 란탄족 마이크로 입자 주입 후 약 8주 동안 행동 제어가 가능하며, 한 번의 주입으로 장기간의 행동 실험이 가능하다는 것을 확인함. 이번 연구 결과는 향후 신경 회로 기능의 해명에 응용될 것으로 기대됨. 본 연구 성과는 ‘Cell Reports’ 지에 게재됨