한빛사
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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2010-08-25
- 조회8,266
J. Comp. Neurol., Volume 518 Issue 9, Pages 1460 - 1499
Paraventricular hypothalamic nucleus: Axonal projections to the brainstem
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
Paraventricular hypothalamic nucleus (PVH)의 neuron들은 nucleus tractus solitarius (NTS)와 rostral ventrolateral medulla 등 brainstem의 신경핵들과 척수의 교감신경계에 연결되어 있으며, 자율신경계 조절중추 및 변연계와 연결되어 있어 신체적, 정신적 각종 스트레스에 대한 자율신경계 반응을 조절하는 중요한 신경핵입니다. 이러한 작용에 대한 신경연결은 이미 Swanson과 Saper 등 저명한 신경해부학자들의 선행연구들에서 밝혀졌었습니다. 본 연구는 원래 이들 선행연구를 근거로 PVH와 NTS 내에 위치하고 있는 aldosterone-sensitive neuron들이 어떻게 연결되어 있는 가를 관찰하고자 시작하였습니다. 이러한 연구수행 과정 중에 이전 논문들에서 밝혀낸 PVH와 brainstem 신경핵들의 몇몇 연결 부위가 잘못 이해되고 있다는 것을 알게 되었고, PVH로부터 brainstem 신경핵들 사이의 신경연결을 전체적으로 다시 확인하게 되었습니다. 그 결과 음식섭취에 대한 억제적 조절, sodium 섭취 욕구, 위장과 췌장 기능변화, 식도의 운동조절 등과 관련된 신경핵으로의 연결을 확인하였으며, 이전 선행논문들에서는 거의 언급이 되어있지 않던 superior salivatory nucleus와 caudal pressor area 등에 PVH로부터 많은 신경섬유들이 연결되어 있음을 밝혔습니다. 이러한 결과는 PVH의 호흡조절 작용을 신경해부학적 연결로 확인한 것이며, 또한 PVH가 sympathetic vasomotor activity의 조절은 물론 유력한 sympathetic nervous system 조절중추의 연결부위라는 것을 보여주는 것입니다.
이 논문에서 사용된 연구방법은 PHAL이나 cholera toxin β 등의 anterograde 또는 retrograde tracer를 사용하여 중추신경계 neuron들과 nucleus들이 어떠한 연결을 구성하고 있는지, 그러한 neuron과 neural network은 어떤 neurotransmitter들을 사용하고 있는지를 관찰하는 연구방법입니다. 이러한 tracing 연구방법은 매우 고전적인 연구방법의 하나입니다. 하지만 이러한 연구에 의해 얻어지는 중추신경계 내의 신경연결에 대한 지식은 분자와 세포, 생화학적 수준에서 나아가 neuron과 neurotransmitter의 작용이 생리적 기능은 물론 개체의 behavior에 어떻게 나타나는지를 설명 가능하게 하는 neuroscience 연구의 기본이 되는 중요한 연구분야라고 할 수 있습니다. 아직도 완벽히 설명되지 못하고 있는 무궁무진한 brain function들을 생각하면 neural network에 대한 연구 또한 무궁무진한 과제를 남겨두고 있다고 생각됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대한 소개
Washington University in St. Louis는 미국 중서부에 위치한 약 150년 역사의 사립대학으로 특히 medical school은 17명의 노벨의학상 수상자들이 교육과 연구를 수행하였으며, 현재까지도 수준 높은 많은 연구 실적과 우수한 인력을 바탕으로 미국 내 medical school 중 top 5에 드는 명성을 지닌 대학입니다. 제가 지냈던 Department of anatomy and neurobiology는 systemic neuroscience의 창시자격인 원로교수들과 함께 26명의 faculty와 37명의 joint faculty로 구성된 큰 연구 집단입니다. 그 중에서 제가 연구를 수행했던 Arthur Loewy Lab은 viral transneuronal tracing 방법으로 자율신경계 조절과 관련된 뇌 부위의 neural network를 연구하는 실험실로, 그동안 자율신경계의 fight-or-flight response를 조절하는 central command neuron을 발견하였으며, 지금은 주로 이들 command neuron과 관련된 신경핵들의 신경연결에 대해 연구하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
가끔은 내가 좋아하는 나의 연구분야에 대해 사람들이 잘 모르고, 연구방법 또한 고전적이어서 관심을 보이지 않는 것에 섭섭할 때도 있습니다. 제가 수행하는 거의 모든 실험들이, 긴 시간과 노력을 필요로 하는 image brain mapping과 confocal image analysis의 연속이지만, 그 image analysis에서 복잡하지만 정교한 우리 뇌의 신경회로망을 관찰할 수 있다는 사실에 큰 재미를 느끼고 있습니다. 또한, 그 결과들로 만들어지는 신경회로망의 그림들은 저에게는 더할 나위 없는 아름다운 작품으로 느껴질 때도 많습니다. 이런 나름의 즐거움들이, 큰 연구 결과를 얻는 것 이상으로 저에게는 보람 있는 일들입니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생에게 도움 되는 말씀
국내에서는 신경해부학의 neural network이나 neural circuit tracing을 연구하는 인력이 매우 적은 것으로 알고 있습니다. 또한 이 분야의 연구가 누구나 알만한 유명한 학술지에 실릴만한 결과물들이 나오는 것이 아니어서 더욱 인기가 많지 않은 것 같습니다. 그러나 이 분야의 연구가 거의 모든 neuroscience 연구의 기본이 되는 만큼, 보다 많은 후배들이 관심을 가졌으면 하는 바람이 있습니다. 미국에서도 이 연구분야에 뛰어드는 사람들은 그 수가 적은 편입니다. 이런 점이 오히려 다른 사람들이 잘 모르고 잘 하지 않는 분야에서 전문연구자가 될 수 있는 장점이 될 수 있지 않을까요. 연구를 처음 시작하는 대학원생들 대부분은 본인의 관심사 보다는 인기 있는 연구과제나 연구실을 선택하는 경우가 많습니다. 그것이 쉬운 길일 수도 있지만, 거의 모든 연구과정은 고되고 긴 시간이 요구되는 힘든 과정입니다. 그 힘든 과정 후에도, 원하는 결과를 얻을 때도 있지만, 그 반대의 경우도 적지 않습니다. 이 모든 힘든 시간을 이겨나가기 위해서는 본인이 잘 할 수 있는 관심분야를 택하는 것이 그 과정들을 견디는 큰 힘이 될 것이라 생각됩니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획
아직은 부족한 점이 많아서 독자적인 연구를 계획하기에는 역부족이라 생각됩니다. 여건이 마련된다면 central autonomic network에 대한 연구를 심화하고, 특히 somatosensory stimulation에 의한 sympathetic과 parasympathetic nervous system의 조절작용에 관련된 neural network에 대해 연구해보고 싶습니다.
Paraventricular hypothalamic nucleus (PVH)의 neuron들은 nucleus tractus solitarius (NTS)와 rostral ventrolateral medulla 등 brainstem의 신경핵들과 척수의 교감신경계에 연결되어 있으며, 자율신경계 조절중추 및 변연계와 연결되어 있어 신체적, 정신적 각종 스트레스에 대한 자율신경계 반응을 조절하는 중요한 신경핵입니다. 이러한 작용에 대한 신경연결은 이미 Swanson과 Saper 등 저명한 신경해부학자들의 선행연구들에서 밝혀졌었습니다. 본 연구는 원래 이들 선행연구를 근거로 PVH와 NTS 내에 위치하고 있는 aldosterone-sensitive neuron들이 어떻게 연결되어 있는 가를 관찰하고자 시작하였습니다. 이러한 연구수행 과정 중에 이전 논문들에서 밝혀낸 PVH와 brainstem 신경핵들의 몇몇 연결 부위가 잘못 이해되고 있다는 것을 알게 되었고, PVH로부터 brainstem 신경핵들 사이의 신경연결을 전체적으로 다시 확인하게 되었습니다. 그 결과 음식섭취에 대한 억제적 조절, sodium 섭취 욕구, 위장과 췌장 기능변화, 식도의 운동조절 등과 관련된 신경핵으로의 연결을 확인하였으며, 이전 선행논문들에서는 거의 언급이 되어있지 않던 superior salivatory nucleus와 caudal pressor area 등에 PVH로부터 많은 신경섬유들이 연결되어 있음을 밝혔습니다. 이러한 결과는 PVH의 호흡조절 작용을 신경해부학적 연결로 확인한 것이며, 또한 PVH가 sympathetic vasomotor activity의 조절은 물론 유력한 sympathetic nervous system 조절중추의 연결부위라는 것을 보여주는 것입니다.
이 논문에서 사용된 연구방법은 PHAL이나 cholera toxin β 등의 anterograde 또는 retrograde tracer를 사용하여 중추신경계 neuron들과 nucleus들이 어떠한 연결을 구성하고 있는지, 그러한 neuron과 neural network은 어떤 neurotransmitter들을 사용하고 있는지를 관찰하는 연구방법입니다. 이러한 tracing 연구방법은 매우 고전적인 연구방법의 하나입니다. 하지만 이러한 연구에 의해 얻어지는 중추신경계 내의 신경연결에 대한 지식은 분자와 세포, 생화학적 수준에서 나아가 neuron과 neurotransmitter의 작용이 생리적 기능은 물론 개체의 behavior에 어떻게 나타나는지를 설명 가능하게 하는 neuroscience 연구의 기본이 되는 중요한 연구분야라고 할 수 있습니다. 아직도 완벽히 설명되지 못하고 있는 무궁무진한 brain function들을 생각하면 neural network에 대한 연구 또한 무궁무진한 과제를 남겨두고 있다고 생각됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대한 소개
Washington University in St. Louis는 미국 중서부에 위치한 약 150년 역사의 사립대학으로 특히 medical school은 17명의 노벨의학상 수상자들이 교육과 연구를 수행하였으며, 현재까지도 수준 높은 많은 연구 실적과 우수한 인력을 바탕으로 미국 내 medical school 중 top 5에 드는 명성을 지닌 대학입니다. 제가 지냈던 Department of anatomy and neurobiology는 systemic neuroscience의 창시자격인 원로교수들과 함께 26명의 faculty와 37명의 joint faculty로 구성된 큰 연구 집단입니다. 그 중에서 제가 연구를 수행했던 Arthur Loewy Lab은 viral transneuronal tracing 방법으로 자율신경계 조절과 관련된 뇌 부위의 neural network를 연구하는 실험실로, 그동안 자율신경계의 fight-or-flight response를 조절하는 central command neuron을 발견하였으며, 지금은 주로 이들 command neuron과 관련된 신경핵들의 신경연결에 대해 연구하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
가끔은 내가 좋아하는 나의 연구분야에 대해 사람들이 잘 모르고, 연구방법 또한 고전적이어서 관심을 보이지 않는 것에 섭섭할 때도 있습니다. 제가 수행하는 거의 모든 실험들이, 긴 시간과 노력을 필요로 하는 image brain mapping과 confocal image analysis의 연속이지만, 그 image analysis에서 복잡하지만 정교한 우리 뇌의 신경회로망을 관찰할 수 있다는 사실에 큰 재미를 느끼고 있습니다. 또한, 그 결과들로 만들어지는 신경회로망의 그림들은 저에게는 더할 나위 없는 아름다운 작품으로 느껴질 때도 많습니다. 이런 나름의 즐거움들이, 큰 연구 결과를 얻는 것 이상으로 저에게는 보람 있는 일들입니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생에게 도움 되는 말씀
국내에서는 신경해부학의 neural network이나 neural circuit tracing을 연구하는 인력이 매우 적은 것으로 알고 있습니다. 또한 이 분야의 연구가 누구나 알만한 유명한 학술지에 실릴만한 결과물들이 나오는 것이 아니어서 더욱 인기가 많지 않은 것 같습니다. 그러나 이 분야의 연구가 거의 모든 neuroscience 연구의 기본이 되는 만큼, 보다 많은 후배들이 관심을 가졌으면 하는 바람이 있습니다. 미국에서도 이 연구분야에 뛰어드는 사람들은 그 수가 적은 편입니다. 이런 점이 오히려 다른 사람들이 잘 모르고 잘 하지 않는 분야에서 전문연구자가 될 수 있는 장점이 될 수 있지 않을까요. 연구를 처음 시작하는 대학원생들 대부분은 본인의 관심사 보다는 인기 있는 연구과제나 연구실을 선택하는 경우가 많습니다. 그것이 쉬운 길일 수도 있지만, 거의 모든 연구과정은 고되고 긴 시간이 요구되는 힘든 과정입니다. 그 힘든 과정 후에도, 원하는 결과를 얻을 때도 있지만, 그 반대의 경우도 적지 않습니다. 이 모든 힘든 시간을 이겨나가기 위해서는 본인이 잘 할 수 있는 관심분야를 택하는 것이 그 과정들을 견디는 큰 힘이 될 것이라 생각됩니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획
아직은 부족한 점이 많아서 독자적인 연구를 계획하기에는 역부족이라 생각됩니다. 여건이 마련된다면 central autonomic network에 대한 연구를 심화하고, 특히 somatosensory stimulation에 의한 sympathetic과 parasympathetic nervous system의 조절작용에 관련된 neural network에 대해 연구해보고 싶습니다.
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