목 차 

1. 학회 전반 분위기
2. 본론
  2.1. Satellite 모임
  2.2. 학회 1일 차
  2.3. 학회 2일 차
  2.4. 학회 3일 차
3. 총평
4. 참고문헌


1. 서론

1. 학회 전반 분위기

학회 기간 내내 비가 오는 날씨였지만, 사전에 섭외된 Keynote speaker들의 일정에는 변화가 없었다. 특히나 이번 학회장소는 쉐라톤 호텔의 지하에 있는 넓은 컨퍼런스 공간을 학회장으로 사용하였고, 4개의 세미나 홀과 포스터 세션을 위한 공간과 각 기업체에서 설치한 부스가 자리를 잡았다. 매년 캐나다 신경과학학회에서는 지난 1년 동안의 연구성과(출간논문)를 기준으로 학위과정생, 포스닥을 선정하여, Brain star award를 진행하였고, 그 중에 성과가 가장 높은 3명은 신경과학 학회장에서 발표하는 영광을 얻었다. 올해에는 더 많은 기부금을 통해서, 더 많은 인원들이 award를 받는 기회가 생겼고, 발표자의 역량 또한 높아졌다. 학회 참석자들의 숫자가 조금씩 많아지면서, Exhibitor들의 관심과 참석도 높아졌다. 예전에 비해서, 더 많은 회사들이 참석을 하여 부스를 오픈하고, 자신들의 기술력을 홍보하였다.

그림 1. 학회 표지판들.

2. 본론

학회 공식 일정 시작 전에 Satellite 모임들이 있었고, 그 이전에는 대중을 대상으로 하는 뇌 과학 세미나가 있었다. 뇌 과학에 관심 있는 사람이라면 누구나 들을 수 있게, 대중적인 발표를 Dr. Sheena Josselyn이 맡았다. 그녀는 “What can we learn by studying memory in mice?”라는 주제로 발표를 하였다 (그림 2). 장소는 학회장이 아닌 토론토 아동병원 소속 연구센터의 가장 큰 홀에서 진행되었다. 실험을 통해 발견된 내용보다는 흔히 생각해 볼 수 있는 뇌에 대한 궁금증과 실험용 쥐를 통한 뇌 과학의 연구를 쉽게 설명하는 시간이었다. 단순히 먼저 떠오를 수 있는 궁금증은 “왜 마우스를 이용한 뇌 연구결과들을 사람의 뇌 연구에 적용이 가능한 것인가?”이다. 신경과학 연구를 위한 실험 대상으로 쥐를 가장 먼저 사용한 것은 아니다. 간단한 신경체계를 가진 곤충, 어류 등을 통한 연구들이 기반을 이뤘고, 포유류를 실험 대상으로 이용하면서, 좀 더 복잡한 신경계를 연구하고 이해할 수 있게 되었다. 영장류의 연구를 통해 인지신경과학 분야에 틀을 다질 수 있었다. 이런 연구흐름에 대한 설명은 일반인들의 신경과학 연구에 대한 궁금증을 풀어줄 수 있었다. 대중을 위한 세미나라서 청중들의 연령층도 다양했고, 질문 역시 과학적인 것보다는 호기심에 관한 것들이 더 많았다.

그림 2. Public lecture를 진행 중인 Dr. Sheena Josselyn.

2.1. Satellite 모임

이번 18회 캐나다 신경과학 학회에서는 9개의 Satellite 모임이 다양한 주제로 개최가 되었다. (Canadian Cerebellar Research Network Symposium, CANGlia Meeting 2025, Xponential Growth: Scaling Fragile X Syndrome and Neurodevelopmental Research Collaboratively, 10th Annual Canadian Neurometabolic meeting, Brain Canada satellite event, Circuits and Behaviour CAN Satellite Meeting, Neurodevelopment: Structure, function, and plasticity, New Frontiers in Integrative Neuroscience, Stem Cells, Brain Development and Regeneration) 본 학회 일정이 시작되기 전에 특정 연구분야의 연구자들 간의 연구발표와 네트워킹은 Satellite 모임에서 주로 이뤄진다. 사전에 따로 등록된 연구자들만 참여가 가능하며, 본 학회와는 독립적으로 운영이 되기 때문에 좀 더 세부 연구내용에 집중하기 좋은 기회이다. 그와 더불어 몇몇 Satellite 모임들은 식사를 함께 제공해주어서 식사와 함께 네트워킹의 기회도 얻을 수 있었다 (그림 3). 학회 일정 중에서도 다양한 연구를 접할 수 있지만, 이번 Satellite 모임은 이전에 비해서 더 구체화된 주제로 진행이 되었다. 발표자들도 학회 일정에 발표하지 않는 경우도 있기 때문에, Satellite에서만 발표를 하는 경우도 많았고, 데이터의 발표 내용 범위도 좀 더 구체적이고 체계적인 것을 볼 수 있었다. 행동실험 기반의 연구들이 이전에는 주류를 이뤘지만, 행동실험을 해석할 수 있는 신경학적 기전 또는 신경활성 기록 데이터를 이용한 모델링 분야가 이목을 끌었다.

그림 3. Satellite 모임 중에 하나인 ‘Circuits and Behaviour CAN Satellite Meeting’. 세부 연구분야에 대한 세미나와 식사를 제공받는 참석자들. 

2.2. 학회 1일 차

Dr. Maithe Arruda-Carvalho의 Plenary Symposium을 시작으로 학회의 공식일정이 시작되었다. 주제는 Fear, threat, and aversive learning이었고, 개인적으로는 연구주제와 많이 부합이 되어서 좀 더 관심을 갖고 참석을 하였다. 학습의 다양한 방식 중에서도 fear라는 요소를 이용한 연구들이 주를 이루고 있었다. Learning에 관여하는 뇌의 주요 부위들 간의 활성비교와 각 활성의 조절은 learning mechanism에 대한 구체적인 설명을 보여주었다. 특히 전전두엽의 역할을 좀 더 심층적으로 보여주는 연구결과들이 있었고, 각각의 신경회로를 광유전학과 화학유전학적 방법을 통해서 조절하는 결과를 보여주었다.

하루에 두 번씩 제공되는 coffee break는 세미나에 집중한 뇌를 잠시 휴식하고, 다른 연구자들과 간단한 소통을 할 수 있는 기회를 제공하였다.

학회 1일 차의 Featured Plenary Speaker는 Dr. Kerry Ressler (McLean Hospital Harvard University, USA)였다. ‘Translating the neuroscience of fear to understanding PTSD’의 주제로 발표를 하였다. 뇌의 신경망이 학습과 경험에 따른 변화 속에서도 어떻게 안정적인 활동 패턴을 유지하는지에 대해 설명을 하였다. 신경망은 학습으로 인한 변화에도 불구하고 안정성을 유지해야 하는데, 이때 항상성 가소성(homeostatic plasticity)이 시냅스와 뉴런의 특성을 조정하여 네트워크 안정성을 유지하는 핵심 역할을 한다. 발표내용에서는 수면과 각성 상태가 항상성 가소성을 조절하는 중요한 역할을 한다는 최근 연구 결과를 다루며, 자연스러운 학습 과정이 항상성의 기준점(setpoint)을 재설정할 수 있다는 증거도 제시했다. 이런 연구 결과와 해석은 PTSD 환자들에 대한 신경질환적 치료접근에 중요한 밑거름이 될 것이다.

점심식사 시간 이후 순서는 4개의 Symposium이 동시에 독립적인 장소에서 진행이 되는 스케줄이었다. 4가지의 큰 제목을 가지고, 다양한 연구자들이 세부 연구를 소개하는 순서이다. 학회 1일 차의 Symposium 제목들로 워드 클라우드를 만들어 보았다 (그림 4).

그림 4. 학회 1일 차 Symposium의 주제들을 이용한 word cloud. Stress, Microbiome, Regulation, Health, Signaling 등의 키워드를 볼 수 있다.

다음으로 이어지는 순서는 학회 1일 차 포스터 세션이었다. 캐나다 전역의 대학교와 연구기관들 소속으로 온 학위과정생, 포스닥 등의 연구 뽐내기 시간이었다. 대략 220개 정도의 포스터가 진열되었고, 3시 45분에서 5시 15분까지 열정적으로 포스터 발표를 진행했다 (그림 5).

그림 5. 포스터 진열과 발표자들의 모습.

포스터 세션은 "시냅스 및 회로 수준에서의 가소성과 학습·기억·인지 관련 연구"를 중심으로, 신경발달 및 질환 모델에 대한 응용 연구들이 다수 포함된 기초-중개적 신경과학 분야를 소개하는 시간이었다. 실험동물 쥐를 이용한 사회성 관련 연구를 위해 사용한 툴인 Ultrasonic vocalization analysis가 관심을 끌었다. 행동실험 분석을 위해 비디오 분석 툴이 많이 발전되어 왔고, 특히나, machine learning 기법으로 방대한 량의 행동실험 비디오를 일괄적으로 분석하고, 작은 특징까지 잡아서 분류를 하는 것이 주요 특징으로 대두되어 왔다. 하지만, 행동실험 분석과 마찬가지로, 실험동물의 소리 분석도 하나의 표현형으로써 사용되기 때문에, 소리 분석 분야도 많은 데이터를 학습하고, 분류하는 과정이 필요하다. 포스터 세션에서 DeepSqueak을 사용한 infant mice의 ultrasonic vocalization 분석한 연구내용을 찾았다. DeepSqueak 역시 Deeplapcut처럼 machine learning을 기반으로 분석하는 툴이다. 각 분석된 소리 간의 상관관계를 맵으로 그려주는 것이 눈에 띄었다. DeepSqueak을 처음 개발해서 발표한 연구그룹은 아니지만, 자신들의 연구 목적에 맞게 사용을 적절히 한 사례라고 볼 수 있다 [1].

정해진 포스터 세션이 끝나고, NEW INVESTIGATOR AWARD LECTURE가 진행되었다. University of British Columbia소속의 Mark Cembrowski는 ‘Cell types for reverse engineering learning and memory in the brain’라는 주제로 발표를 하였다. 뇌의 한 부위인 해마는 학습과 기억에 중요한 뇌 영역으로, 지금까지 순차적 처리기(serial processor)로 여겨져 왔다. 하지만, 이 연구에서는 해마의 출력 영역을 조사한 결과, 흥미로운 사실을 발견했다. 해마 내 흥분성 뉴런들이 분자적 특성, 형태학적 구조, 그리고 회로 연결 패턴에 따라 명확하게 구분될 수 있다는 것을 밝혀냈다. 즉, 해마는 다양한 유형의 정보를 동시에 처리할 수 있는 정교한 네트워크 구조를 가지고 있다는 것이다.

2.2. 학회 2일 차

학회 2일 차의 Plenary symposium의 주제는 Visualizing the brain이었다. 뇌를 실제로 시각화하여 볼 수 있는 방법은 여러 방면에서 발전되어 왔다. Indiana University Bloomington의 Istvan Katona가 첫 번째 연사로 나왔다. Istvan은 새로운 뇌 영상 기술법인 PharmacoSTORM을 발표하였다. 기존의 뇌 영상 기술들은 뇌 질환에서 단백질 밀도나 결합 밀도의 전체적인 변화를 측정할 수는 있지만, 세포 유형이나 미세 영역에 따라 분자 변화를 파악하는 것은 어려웠다. PharmacoSTORM은 형광 표지 된 수용체 리간드를 이용해서 살아있는 뇌 조직에서 약물 분자들이 어떤 세포의 어떤 시냅스에 결합하는지를 나노 수준에서 시각화할 수 있다. Katona 그룹은 FDA 승인을 받은 항정신병 약물인 카리프라진의 결합 부위를 분석했고, 복측 선조체의 칼레하 섬이라는 상대적으로 잘 알려지지 않은 뇌 영역의 과립세포 축삭이 카리프라진의 주요 결합 위임을 발견했다. 이 기술은 약물이 뇌에서 정확히 어디에, 어떻게 작용하는지를 세포 수준에서 이해할 수 있게 해주는 도구라고 설명했다.

오전 커피 브레이크가 지나고, 중국의 Peking University 소속인 Yulong Li 교수가 FEATURED Plenary featured speaker로 단상에 올라 Spying on neuromodulator dynamics in vivo by constructing multi-color genetically-encoded sensors라는 제목으로 발표를 하였다. Li 교수는 뇌신경조절물질을 실시간 모니터링 할 수 있는 GRAB 센서 기술을 소개하였다. 신체에서 가장 복잡한 구조를 가진 뇌가 다양한 생리적 기능과 병리적 상태에서 어떻게 관여하는지 이해하려면, 살아있는 동물에서 신경조절물질의 변화를 실시간으로 관찰하는 것이 중요하다. 따라서, Li 교수 연구팀은 GRAB 센서(GPCR 활성화 기반 센서)를 개발했다. 높은 민감도와 특이성, 그리고 시공간적 해상도를 지닌 GRAB 센서는 동물의 세포 외 신경조절 물질 변화를 모니터링 할 수 있다.

그림 6. 학회 2일 차 Symposium의 주제들을 이용한 word cloud. Circuit, Opioid, Neural, Mechanisms, Motor 등의 키워드를 볼 수 있다. 

학회 2일 차에도 다양한 주제로 Symposium이 열렸는데, 그 중에서 Queen's University 소속인 Emily Oby 박사의 Dynamical constraints on neural population activity 주제가 흥미로웠다. 내가 연구해 오던 주제와 연관성이 있었기 때문이다. 신경 활동이 시간에 따라 전개되는 방식은 감각, 운동, 인지 기능이 핵심이라고 한다. Emily Oby 박사는 뇌-컴퓨터 인터페이스를 활용해서 원숭이들의 운동 피질에서 자연적으로 발생하는 신경 집단 활동의 시간적 패턴을 의도적으로 조작하였다. 그 결과, 원숭이들은 직접적으로 조절을 받았음에도 불구하고 신경 활동의 자연스러운 시간적 패턴을 거스를 수 없었다. 즉, 뇌신경 활동 패턴은 단순한 우연이 아니라 근본적인 계산 구조에 의해 결정된다는 것을 보였다.

이번 포스터 세션에서는 McGill University 소속의 Atchaya Kanagasabai의 ‘Morphological and functional dysfunctions of mitochondria in the cerebellum of the Christianson syndrome mouse model’라는 주제의 포스터가 흥미로웠다. 크리스티안 증후군이라는 희귀 신경질환의 발병 원인을 규명한 연구이다. 크리스티안 증후군은 운동실조가 주요 증상이며, 치료법이 없는 희귀 질환이라고 한다. 소뇌의 푸르키네 세포 중에서도 전방 부위의 세포만 선택적으로 죽고, 후방 부위는 같은 유전적결함이 있어도 살아남는 특징을 보인다. 따라서, 포스터 발표자는 전방 푸르키네 세포가 더 활발히 활동해 에너지 소모가 크기 때문에 미토콘드리아 문제 원인일 것으로 추정했다. 유전자 분석으로 미토콘드리아 관련 유전자들의 비정상적인 조절을 확인하였고, 실제로 전자현미경을 사용해서, 푸르키네 세포에서 미토콘드리아가 손상되고 개수도 감소함을 보였다. 따라서, 연구진은 미토콘드리아 기능 장애가 이 질환의 핵심 원인임을 밝혔고, 새로운 치료 방향을 제시했다. 학회 2일 차의 Keynote lecture speaker는 University of Toronto 소속인 Paul Frankland 교수였다. 발표제목은 Developmental critical periods for episodic memory였다. Frankland 교수는 발달하는 뇌에서 에피소드 기억이 다르게 작동하는 신경생물학적 메커니즘에 대해 설명했다. 감각 시스템이 발달할 때, 임계기라 불리는 특정 시기에 피질 회로가 정교화 과정을 거치는 것처럼, 해마와 전전두피질 회로도 비슷한 정교화 과정을 거쳐서 성인과 같은 에피소드 기억 기능이 나타난다는 것을 보였다.

그림 7. Keynote lecture speaker인 Dr. Paul Frankland의 발표. 

2.3. 학회 3일 차

학회 3일 차의 Plenary Symposium의 주제는 External influences on neurodevelopment였다. 3명의 연사들 중에 University of British Columbia 소속인 Jessica Rosin 박사의 발표가 흥미로웠다. Maternal sleep disruption alters neurodevelopmental programs in the embryo and has long-term impacts on offspring sleep라는 주제로 발표를 하였다. 사람은 몸에 내의 시계를 가지고 있다. 24시간 주기로 작동하며, 생물학적 기능을 외부 환경과 맞춰주는 역할을 한다. 시교차상핵이라는 시상하구의 구조가 이러한 일주기 리듬의 중심 조절기 역할을 한다. 하지만, 임신 중 산모의 일주기 리듬 장애가 태아의 신경발달에 미치는 영향에 대한 연구는 부족하다. 따라서, 연구진은 임신한 쥐를 대상으로 다양한 일주기 리듬 장애 실험을 진행했다. 각 실험 모델에서 수면 패턴, 코르티코스테론 호르몬, 사이토카인, 케모카인 등의 생리적, 행동적 변화와 이것들이 발달 중인 태아 시상하부에 미치는 영향에 초점을 맞췄다.

학회 3일 차의 Featured plenary speaker는 Yasmin Hurd였다. 발표제목은 Cannabis — The Good, The Bad and the Ugly였다. 대마초는 최근 수십 년간 사회정치적 변화로 인해 비범죄화 및 합법화가 캐나다에서 진행되면서 소비량/사용량이 크게 증가했다. 따라서, 대마초 사용 환경의 급속한 변화가 정신건강에 미치는 긍정적 또는 부정적 영향에 대한 의문들이 계속 제기되고 있다. Hurd 박사는 심각하게 우려되는 것 중에 하나가 발달기 대마초 노출이라고 언급했다. 연구팀은 분자 및 행동 동물 연구와 사람 연구를 포함한 중개연구 결과를 통해 발달기 대마초 노출의 신경생물학적 결과와 정신과적 위험과의 관련성을 탐구하였다.

그림 8. 학회 3일차 Symposium의 주제들을 이용한 word cloud. Disease, Sleep, Dopamine, Stress, Cannabis, Ultrasound, Reward 등의 키워드를 볼 수 있다. 

학회 3일 차의 포스터 세션에서는 Memorial University of Newfoundland 소속의 Zia Hasan가 ‘Postnatal stress exacerbates, while enrichment mitigates, locus coeruleus pretangle tau-induced gene alterations in the hippocampus’을 주제로 발표한 포스터가 흥미로웠다. 이 연구는 초기 생애 환경이 알츠하이머병 발병에 미치는 영향을 조사한 내용을 보여주었다. 동물 실험용 쥐를 이용해서, 신생아 시기와 성체 시기에 스트레스 또는 풍족한 환경을 제공한 뒤 해마의 유전자 발현 변화를 단일세포 수준에서 분석하였다. 연구결과를 보면, 신생아 시기에 스트레스는 가장 많은 유전자 변화를 유도하며, 미토콘드리아 기능과 시냅스 기능을 손상시킨다. 오히려 반대의 경우 풍족한 환경에 노출된 경우는 유전자 변화가 최소한으로 일어나며, 뇌를 보호하는 효과를 보였다고 한다. 결론적으로 초기 생애의 환경적 경험이 수십 년 후 알츠하이머병 발병에 결정적 영향을 미친다는 것이다.

학회 마지막 날의 마지막 일정은 Symposium이 채웠다. 여러 주제들 중에서 신경질환 관련 주제(Therapeutic applications for focused ultrasound in the treatment and diagnosis of Alzheimer’s and Parkinson’s disease)가 눈길을 끌었다. Sunnybrook Research Institute 소속인 Isabelle Aubert 박사는 MR-guided-focused ultrasound mediated permeabilization of the blood brain barrier to deliver gene therapies: Progress in the treatment of Alzheimer’s disease라는 주제로 발표를 하였다. 연구팀은 MR 유도 집속초음파(FUS)를 사용해 뇌-혈관 장벽을 일시적으로 열어서 SIRT3 유전자를 뇌 안으로 전달하는 것을 시험했다. FUS를 통해 뇌 각 부위에서 SIRT3 발현이 증가된 것을 보였다. 파킨슨 병으로 인한 운동 기능 장애가 개선되고, 도파민 뉴런의 손실이 호전을 보임을 설명했다. 수술 없이도 뇌에 치료 물질을 전달할 수 있는 방법을 제시하였다.

3. 총평

참석자 1천 명이 안되는 작은 규모의 학회라고 볼 수 있지만, 학회기간 동안 매일 300여 개의 연구 포스터와 15명 정도의 심포지엄 연사를 통해서 1년 동안 각 연구자들이 일궈 온 연구 성과들을 볼 수 있는 시간이었다. 심포지엄의 주제들이 이전에 비해서 세분화된 것을 알 수 있었고, 신경과학 연구기술 발전에 따라서, 연구의 범위도 달라지는 것을 알 수 있었다.

이번 캐나다 신경과학학회에서 다뤄진 신경과학 관련 질병 연구분야를 간단히 살펴보면, Multiple Sclerosis (MS)에 관한 연구내용이 다수를 이룬 것을 볼 수 있다 (그림 9). MS는 대표적인 자가면역성 신경질환으로, 이번 신경과학학회에서는 신경면역학, glia, 뇌 염증, 재생 등의 연구가 주목을 받았다. 이번 학회 연구의 트렌드로 MS연구는 뇌-면역계 상호작용, 미세아교세표/아교세포 역할, 염증 메커니즘, 재생 치료 접근 등이 등장하였다.

그림 9. 2025 캐나다 신경과학학회에서의 질병연구 트렌드. 

학회를 통해서 연구 트렌드를 파악하는 것은 현재 연구에 대한 시야의 확장과 앞으로의 연구계획에 좋은 통찰력을 키울 수 있다. 또한 캐나다 내의 대학들과 연구기관들이 참석하였고, 미국과 일본, 그리고 한국에서도 연구자들이 참석하여 연구교류 시간을 가졌다. 학회 1일 차와 2일 차에는 공식 일정이 끝난 6시 이후에 Students social과 Career networking event가 각각 진행이 되었다. Students social에서는 각기 다른 소속의 대학원생들의 네트워크킹이 제공되었다. 각자의 고충과 앞으로의 커리어에 대한 이야기를 나눌 수 있었고, 분야 간의 교류와 서로의 진로에 대한 정보교환도 이뤄졌다. Career networking은 각 분야의 전문가들과 이야기를 나누는 시간이었다. 아카데미와 인더스트리에 종사하는 신경과학 배경 전문가들의 현직 경험과 진로결정에 대한 조언 등을 나누는 시간이었다.

또 다른 이번 학회의 특징은 학회 일정과 관리를 해주는 앱(CAN 2025)이 있다는 것이다. 안드로이드와 앱스토어에서 무료 다운가능 했고, 전체적인 기능은 미국의 국제신경과학학회(Society for Neuroscience)에서 제공하는 앱과 비슷했다. 따라서, 사용하는데 불편함이 크게 없었다. 각 발표자들의 제목, 소속, 발표 초록을 볼 수 있었고, 포스터도 주제와 발표자 검색 등을 통해서 쉽게 내용을 미리 보거나 다시 확인이 가능하였다. 물론, 학회 공식 일정뿐만 아니라, Satellite meeting 일정과 장소, 그리고 공식일정 이후의 각 이벤트 들도 확인이 가능하여, 한 번에 일정을 조정하고 관리할 수 있었다.

학회 참석자들은 참석확인서를 받을 수 있으며, 각자의 목적에 맞게 확인서를 사용할 수 있다고 했다. 매년 미국에서 개최되는 국제 신경과학학회를 참석하는 것도 좋은 경험이 될 수 있지만, 캐나다 신경과학학회 참석을 통해서, 북미에서의 신경과학 연구를 조금이나 엿볼 수 있다. 또한, 소규모 세미나와 네트워킹의 자리를 통해서, 연구자들 간의 직접적인 관계로 맺을 수 있다는 점에서, 캐나다 신경과학학회 참석을 추천한다.

4. 참고문헌

==>첨부파일(PDF) 참조