후각 연구의 발전: 뇌 자극을 이용한 향기 발생

30 June, 2020

후각 연구의 발전: 뇌 자극을 이용한 향기 발생

새로운 연구는 설명하기 힘든 후각에 대한 통찰력을 주었습니다.

과학자들은 쥐에게 뇌를 통해 실제 존재하지 않는 냄새를 맡을 수 있는 방법을 가르쳤습니다. 이 연구결과는 지난주에 과학 잡지에 실렸습니다. 후각 내부에서 일어나는 현상과 관련하여 여전히 밝혀내야 할 것이 많이 있지만 이번 건은 연구는 큰 도약이었습니다. 과학자들이 뇌의 시각부호의 일부를 밝혀낸 것과 같은 방식으로 머지않아 우리는 어떻게 우리가 향기 분자를 설명하고 이해하는지를 더 잘 알아낼 수 있을 것입니다. 

뉴욕대학교의 신경과학 졸업생인 Edmund Chong은 그의 팀과 함께 연구를 수행하였습니다.
인공향기나 현실에 존재하는 향기 둘 다 직접 조작하기 힘듭니다. 그래서 향기를 직접 연구하는 대신에 대상이 그것을 맡게 하고 어떤 일이 일어나는지 연구했습니다. Chong은 어떻게 뇌가 향기를 이해하고 있는지를 알아내기 위하여 뇌에 직접적으로 연결하는 광유전학적 자극을 대신해서 사용하였습니다. 

쥐는 냄새가 받아들여지는 후신경구안의 신경세포에 집중하면 유전자 상으로 신경세포를 빛나게 하고 블루 라이트를 활성화시킵니다. 블루 라이트는 다른 패턴으로 나타나고 쥐들이 타겟 향기와 관련이 있는 분출구로 가면 몇 방울의 물이 보상으로 주어집니다. 타겟 향기(실존하지 않은 향기)는 특정 신경 세포의 반응을 이끌어 내어 직접적으로 뇌와 소통하게 됩니다. 하나의 분출구는 이 특정한 패턴에 반응하기 위해 사용되고 다른 분출구는 다른 냄새를 감지할 때 사용됩니다. 그들은 여러 패턴을 사용하여 어떤 신경세포의 패턴이 타겟 향기와 반응하는지를 반복적으로 습득합니다, 이러한 방법으로 그들은 블루 라이트가 어떻게 냄새를 나타내는지에 대한 상세 정보를 알아낼 수 있고 그리고 쥐들이 냄새를 감지했다는 것을 전달하게 했습니다.

뇌 논리를 알아내기 위해 뇌를 자극하는 이러한 종류의 실험들은 주로 20세기 중반에 환자의 뇌 표면에 다른 구역을 활성화하기 위해 전류를 사용한 신경외과의사 Wilder Penfield와 잠시동안 행해졌고 Wilder Penfield는 그의 환자의 뇌 표면에 다른 구역을 활성화하기 위해 전류를 사용하였습니다. 이 발견으로 만지지 않아도 팔뚝의 감각을 느끼고 해당 반응과 관련된 정확한 뇌 부분을 자세히 볼 수 있게 되었습니다.