뇌의 연구방법

뇌는 정말 연구하기가 까다롭다. 두개골이라는 놈부터 엄청나게 단단하고, 아무도 '내 두개골을 열어서 뇌 좀 연구해주세요'라고 할 사람은 없기 때문이다. 그래도 과학의 발전덕에 이것저것 개발은 많이 되었다. 어찌되었든 연구방법은 아래와 같다.

1. 죽은 사람의 뇌를 연구
   암만 열심히 해봤자 구조말고는 밝힐 수 있는게 없다. 기능을 알기엔 택도 없다.
2. 살아있지만 뇌를 손상당한 사람을 연구(손상연구)
   그나마 1번보다 많이 발전된(?) 방법이다. 어느 특정한 부위를 다친 사람을 연구하여 그 부위가 어떤 기능을 하는지 알아낸다. 사람으로만 하면 다치게 할 순 없고 이미 다친 사람을 연구해야 하므로 한계가 있다. 그래서 동물의 뇌를 약물이나 전기자극으로 손상시켜 연구하기도 한다.
3. 뇌수술 중 자극해서 연구
   한 이상한 의사(Wilder Penfield)가 뇌수술할때 부분마취만 하고 수술하다가 몇군데를 전기적으로 자극시켜 생겨난(?) 방법이다. 두개골을 열어서 수술중에 어느 부분을 찔렀더니 환자가 무릎을 치고 "아! 그걸 거기다 놓았군!"이라고 말하기도 하고 환자가 '눈이 번쩍!'하는 느낌을 받았다는 등의 이야기가 있다. 어느 부위가 어떤 역할을 하는지 꽤나 잘 알아낼 수 있는 방법이다.
4. EEG(Electroencephalogram Test-뇌전도)   
   그림 1. EEG 전극를 착용(?)한 모습          그림 2. 실제 EEG의 그래프
   미세전극을 이용하여 특정 부위에 있는 뉴런들의 활동을 기록하는 방법. 뉴런의 활동들은 전기적인 신호이므로 전극을 이용해 알 수 있다. EEG를 사용하면 어떤 생각이나 행동을 했을때 어느 부분이 활발하게 움직이는지를 알 수 있다. 비용면에서 그럭저럭 저렴한 편이지만 그래프를 해석할 줄 아는 사람이 없으면 말짱 꽝.

5. fMRI, rCBF, PET scan - 해석하는 데 큰 노력이 들어가진 않는다. 하지만 실험비용이나 기구가 꽤 비싸다.
   →fMRI: 'functional Magnetic Resonance Imaging'의 약자로 해석하면 '기능적 자기 공명 영상'이다. MRI찍듯이 큰 통(?)에 들어가서 찍는다. 멈쳐있는(정적인) 영상을 제공한다.
   →PET scan: 'Positron Emission Tomography Scan'의 약자로 해석하면 '양전자 단층 촬영'이다. 방사능 물질을 몸에 주입해야 하므로 몸에는 별로 좋지 않다. 움직이는(동적인) 영상을 제공한다.
   →rCBF: 'regional Cerebral Blood Flow'의 약자로 해석하면 '지역적 대뇌 혈류'이다. 대뇌에 흐르는 혈류량을 조사해서 어떤 활동을 할 때 어느 부분이 많이 사용되는지 측정한다

   
   그림 3. fMRI 사진
   
   그림 4. PET Scan 사진
   
   그림 5. rCBF 사진

 

이미지출처

1. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:EEG_32_electrodes.jpg
2. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Spike-waves.png
3. http://www.csulb.edu/~cwallis/482/fmri/fmri.html
4. https://www.msu.edu/course/isb/202/ebertmay/notes/inotes/02_13_07_genes_evo1.html
5. http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0004-282X2006000600001&script=sci_arttext&tlng=en.

 

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