- 신경분화 실시간 분석…행동 검증은 동물모델

뇌 오가노이드(유사 장기)에 대한 연구 범위가 전기신호 측정에서 비침습 자극과 반응 평가로 넓어지고 있다. 액체금속 3D 전극으로 약 6개월간 신경망 성숙을 추적한 연구진은 시간간섭 자극 이후 신경세포 발화 빈도 증가와 시냅스 연결 강화를 확인했다. 다만 실제 뇌 회로와 행동 변화까지 검증하려면 동물모델을 병행해야 한다는 설명이다.

15일 원광대학교에서 열린 '제2회 글로벌 레드-그린 융합 바이오 심포지엄 2026'에서는 뇌 오가노이드 전기신호 측정과 비침습 자극, 인간 신경분화 실시간 추적, 신경발달장애 연구에서 오가노이드와 동물모델 역할을 다룬 연구가 소개됐다.

행동·뇌회로 검증은 동물모델로…상호보완 강조

신찬영 건국대학교 의과대학 교수는 신경발달장애 연구에서 오가노이드가 제공할 수 있는 근거와 한계를 짚었다. 오가노이드를 통해 분자·세포 수준 변화는 분석할 수 있지만 실제 뇌 회로 이상과 행동 변화까지 오가노이드만으로 검증하기는 어렵다는 설명이다.

신 교수는 "발달장애와 퇴행성 뇌질환은 오가노이드 적용이 어려운 신경과학 분야 가운데 하나"라며 "신경과학에서는 결국 행동 변화가 중요한 평가변수가 되기 때문에 줄기세포나 오가노이드만으로 연구 전 과정을 대체하기는 어렵다"고 말했다.

신경발달 교란물질 연구에서는 용량뿐 아니라 노출 시점과 기간에 따라 결과가 달라질 수 있다.

신 교수는 "오가노이드 역시 배양 과정에서 성숙 단계가 달라지기 때문에 같은 물질이라도 초기와 중기, 후기 가운데 어느 시점에 노출하느냐에 따라 결과가 크게 달라질 수 있다"며 "용량-반응 관계와 함께 노출 시기와 기간을 종합적으로 고려해야 한다"고 말했다.

오가노이드와 동물모델은 연구 단계에 따라 상호보완적으로 활용해야 한다는 게 신 교수 설명이다.

그는 "세포와 줄기세포, 오가노이드에서 분자·세포 수준 과학적 근거는 상당 부분 확보할 수 있지만 실제 뇌 회로와 행동 변화까지 확인하려면 동물모델이 필요하다"며 "뇌 오가노이드와 동물모델 각각 강점과 한계를 이해하고 상호보완적으로 활용해야 한다"고 강조했다.

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