X선에서는 보기 어려운, 수분이 많은 부드러운 조직을 가시화하는 데 사용되는 자기 공명법(MRI)으로, 1 복셀(입방체의 최소 단위)이 불과 5 미크론으로, 종래보다 6400만 분의 1이라고 하는 세세한 디테일까지 표현할 수 있는 기술이 개발되었습니다.
Brain Images Just Got 64 Million Times Sharper | Duke Today
Brain Images Just Got 64 Million Times Sharper | Duke Today
CaptionA super-powerful MRI merged with light-sheet microscopy allows researchers to create a high-definition wiring diagram of the entire brain in mice. (Duke Center for In Vivo Microscopy) A super-powerful MRI merged with light-sheet microscopy allows re
today.duke.edu
이 기술은 듀크 대학 주도로 테네시 대학 건강 과학 센터, 펜실베이니아 대학, 피츠버그 대학, 인디애나 대학의 팀에 의해 만들어졌습니다.
MRI는 뇌처럼 수분이 많고 부드러운 조직을 시각화하는 데 사용되며, 뇌종양의 발견 등에 힘을 발휘합니다만, 뇌내의 상세까지 시각화하기에는 아직 선명도가 부족했습니다. 향상된 버전의 MRI는 1 복셀이 불과 5 미크론으로 기존 임상 MRI의 6400만 분의 1에 해당합니다.
듀크 대학에서 이 문제에 40년 이상 임했던 G. 앨런 존슨 박사에 의하면, 이번 고해상도화는 복수의 요소가 조합되어 실현한 것으로, 예를 들면, 대부분의 임상 MRI가 1.5 테슬라로부터 3 테슬라의 자석을 사용하고 있는 것에 비해 박사들의 팀은 9.4 테슬라의 자석을 사용하고 있다는 점이나, 임상용 MRI의 100배의 강도로 화상 생성을 돕는 그래디언트 코일(자기장의 강도를 가감하는 역할)을 이용한 점, 하나의 이미지를 얻기 위해 800대의 노트북과 동등한 고성능 컴퓨터를 사용하고 있다는 점 등을 들 수 있습니다.
실제로 그 차이를 비교할 수 있는 영상이 공개되어 있습니다.
Ultra-Sharp Brain Scan - YouTube
흑백 화상의 좌측이 기존의 MRI, 우측이 개선된 MRI로 그 디테일이 정말 다릅니다.
뇌 스캔 후 라이트 시트 현미경(lightsheet microscopy)이라는 기술로 조직을 영상화합니다.
그런 다음 라이트 시트 이미지를 기반으로 원래 MRI 스캔에 매핑합니다. 이를 통해 해부학적으로 정확한 뇌의 세포와 회로를 볼 수 있습니다.
이 보완 기술에 의해 연구팀은 뇌 내의 특정 세포군을 표지화할 수 있게 되었다고 합니다.
이것은 파킨슨 병(퇴행성 뇌 질환)과 같은 질병의 진행을 관찰할 수 있습니다.
MRI가 더욱 고성능 현미경이 됨으로써 헌팅턴병(유전성 신경퇴행성 장애)이나 알츠하이머병(노인성 치매) 등의 질병을 더욱 깊이 이해할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.
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