근세포 기록법 (juxtacellular recording)

뇌과학·신경과학
한 줄 정의: 생체 내에서 전극을 뉴런에 아주 가깝게 위치시켜 세포외 신호를 고신호대잡음비로 기록하면서, 동시에 미세전류를 주입해 그 뉴런을 염료로 표지할 수 있는 기법.

쉽게 풀면

근세포 기록법은 살아있는 동물의 뇌 속에서 전극을 뉴런에 최대한 바짝 붙여서 신호를 아주 선명하게 잡아내는 방법입니다. 특히 이 방법의 강점은 신호를 기록한 바로 그 뉴런에 전류를 흘려 신경생물틴 같은 표지물질을 주입할 수 있다는 점입니다. 그러면 실험이 끝난 후 그 세포가 정확히 어떤 형태와 위치를 가졌는지, 어떤 유전적 표지를 갖는지까지 확인할 수 있습니다. 생체 내에서 기능과 형태를 동시에 알아낼 수 있는 몇 안 되는 방법 중 하나입니다.

왜 중요한가

신경과학 연구에서는 어떤 뉴런이 특정 기능을 담당하는지 밝히려면 그 세포의 전기적 활동뿐 아니라 형태, 위치, 세포 유형까지 함께 알아야 합니다. 근세포 기록법은 살아있는 동물의 뇌에서 이 두 가지 정보를 동시에 얻을 수 있는 몇 안 되는 방법이라, 시스템신경과학, 회로신경과학, 감각처리 연구에서 특정 세포유형의 기능을 규명할 때 중요하게 다뤄집니다. 이후 등장한 광유전학적 태깅이나 세포부착 기록법과 비교되며 방법론적 논의의 기준점으로도 자주 언급됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"근세포 기록법으로 자유행동 중 발화 패턴을 기록한 뒤 신경생물틴을 주입하여 세포 형태를 재구성하였다."

뉴런의 전기적 활동을 기록한 직후 같은 세포에 표지 물질을 주입해 나중에 현미경으로 형태를 확인했다는 뜻이다.

"시각피질에서 방향 선택성을 보이는 뉴런을 근세포 기록법으로 동정한 후, 표지된 세포의 수상돌기 형태를 재구성하여 층별 분포를 분석하였다."

감각피질 연구에서 기능적 반응 특성과 형태학적 정보를 연결지을 때 사용되는 표현이다.

"해마 CA1 영역에서 근세포 기록법을 이용해 장소세포의 발화 특성을 기록하고, 동시에 표지된 세포가 추체세포임을 확인하였다."

기억과 공간탐색 관련 세포유형 연구에서 세포 정체성을 검증하는 방법으로 인용되는 예문이다.

조금 더 깊게 보면

근세포 기록법은 전극 끝을 세포막에 밀착시키되 관통하지는 않은 상태를 유지하는 것이 핵심이며, 이 때문에 세포내 기록법에 비해 세포 손상이 적고 성공률과 안정성 면에서 장점을 가집니다. 표지 물질로는 신경생물틴이나 바이오사이틴이 흔히 쓰이며, 실험 후 조직을 고정하고 면역염색을 거쳐 표지된 세포의 형태와 위치를 현미경으로 확인합니다. 최근에는 유전적으로 세포유형을 표지하는 광유전학적 태깅 기법이 대안 또는 보완적 방법으로 함께 사용되는 경우도 늘고 있습니다.

주의할 점

전극 위치가 세포에서 조금만 벗어나도 신호 품질이 크게 떨어지는 등 성공률이 낮고 숙련도를 요구하며, 표지에는 흔히 신경생물틴 표지법이 함께 쓰인다.

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