휴먼 브레인 프로젝트 (Human Brain Project)
핵심 인물 : 헨리 마크램 (Henry John Markram)
2023.9.20
Human Brain Project (인간 두뇌 프로젝트) 팀이 신경세포와 아스트로사이트 (뇌의 지지 세포 중 하나) 네트워크 모델에 대한 새로운 분류 체계를 제안한 내용입니다. 이 연구는 핀란드의 Tampere 대학에서 HBP 연구자들이 진행했으며, 신경세포와 아스트로사이트 간 상호작용을 체계적으로 기술하고 분류하는 방법을 제안하였습니다. 이러한 유형의 계산 모델에 대한 이러한 상세한 분석은 이번 연구가 처음이었습니다. 이 연구 결과는 Neuroinformatics 저널에 발표되었습니다.
연구 팀은 적어도 두 개의 신경세포가 최소 두 개의 아스트로사이트와 상호작용하는 네트워크 모델에 중점을 두었으며, 이 모델에 모델링된 칼슘 역학을 포함한 것으로 제한했습니다. 그 결과, 연구자들은 2020년 말까지 발표된 32개의 신경세포-아스트로사이트 네트워크 모델을 평가하게 되었습니다. 연구자들은 이러한 모델의 진화와 이를 구성하는 물리학적, 생화학적, 세포학적 및 네트워크 메커니즘을 분석했습니다.
이 연구는 아스트로사이트와 같은 글리아 세포의 모델링에 대한 관심이 증가하고 있음을 강조합니다. 아스트로사이트는 뇌의 가장 많은 종류의 글리아 세포로, 뇌에서 여러 복잡한 기능을 수행합니다. 글리아 과학에 대한 관심은 지난 30년 동안 증가해 왔으며, 이는 아스트로사이트가 뇌 회로 기능에 다양한 기여를 한다는 새로운 지식을 가져왔습니다. 그러나 신경세포는 수십 년 동안 많은 연구가 진행되어 왔고, 신경세포의 세포 수준 현상, 신경 네트워크 및 전체 뇌 수준의 글리아 활동에 대한 지식은 덜 알려져 있습니다.
이 연구 결과에 따르면, 글리아 모델링은 신경세포 모델링만큼 확립되지 않았기 때문에 이러한 상호작용이 여러 가지 다른 방식으로 모델링되고 있음을 발견했습니다. 이에 따라 연구팀은 신경세포-아스트로사이트 상호작용을 모델링하기 위한 이론 개발을 시작하도록 제안하였습니다. 이를 통해 글리아 세포를 네트워크에서 모델링하는 기본적인 이론의 발전을 더욱 쉽고 빠르게 이룰 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
또한, 이 연구의 결과를 토대로 아스트로사이트의 모양과 생리학에 관한 미래 실험 유형에 대한 논의를 진행하고 있습니다. 이 연구의 결과는 이미 NEST 시뮬레이터와 같은 모델링 도구에 신경-글리아 상호작용 모듈을 개발하는 데 사용되고 있으며, 이 프로젝트는 논문의 두 번째 저자인 Jugoslava Aćimović과 독일의 Forschungszentrum Jülich 연구자들과 협력하여 진행되고 있습니다.
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- 파킨슨병 분류 개선: HBP 연구자들은 경험적 데이터와 시뮬레이션 결과를 결합하여 파킨슨병 환자의 분류에 유용한 방법을 제시한 연구를 수행했습니다.
- 개인 맞춤형 뇌 모델링 기술: HBP 연구자들은 간질 임상 치료 분야에서 고급 뇌 모델링 방법을 제시한 연구를 Science Translational Medicine에 발표했습니다.
출처 : https://www.humanbrainproject.eu/en/science-development/scientific-achievements/highlights/
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