일본산업뉴스요약

차세대 선도자 – 뇌에서「체험」재현을 목표로  
촉각의 구조를 해명

村山 正宣 (Masanori Murayama) / 理化学研究所 팀리더

이화학연구소 팀리더인 무라야마(38)는 대뇌가 무엇인가 접촉되었다는 것을 느끼는데 빠질 수 없는 신경회로를 해명했다. 살아있는 쥐를 이용한 실험에서, 종래의 상식과는 다른 신호의 전달방법을 발견했다. 뇌 손상 등으로 감각을 잃어버리는 것에도 관련될 가능성이 있는 중요한 회로다.

물건에 접촉했다는 신호는 피부에서 척추를 통해 대뇌에 전달되고, 대뇌에 전달된 피부로부터의 신호는 감각을 담당하는 부위에 들어가, 그곳에서 운돈을 담당하는 부위를 향해 일반통행으로 흘러간다고 생각했었다.

그런데 무라야마는, 일단 신호를 받은 운동을 담당하는 부위에서 다시 감각을 담당하는 부위에 역방향으로 신호가 전달되는「반향(反響)회로」가 있는 것을 2015년 5월에 밝혀냈다. 빛으로 신경활동을 제어하는 기술을 쥐에 사용하여, 대뇌에서의 피부로부터의 신호의 전달방법 상세하게 조사한 결과였다. 반향회로의 움직임을 억제한 쥐는, 바닥의 꺼칠꺼칠하고 매끈매끈한 재질의 차이를 구분하지 못하게 되었다.

이 성과가 평가되어, 젊은이의 등용문인 문부과학대신표창·젊은 과학자상을 금년에 수상했다. 금년 5월에는 반향회로가 일을 하면 수면부족이라도 기억의 정착이 진행되는 것도 밝혀냈다. 통상, 수면부족이면 기억은 정착하기 어렵다. 촉각의 기억이 정착하는 데는, 수면보다도 반향회로가 중요한 것을 알게 되었기 때문이다.

무라야마가 신경회로의 연구를 시작한 것은 대학생 때로, 약리학의 강의에서 특정의 신경세포의 움직임을 약으로 제어할 수 있다는 것을 알게 되었다.「약을 잘 사용할 수 있다면, 뇌의 복잡한 구조를 해명할 수 있다」고 생각하고, 쥐로부터 추출한 뇌의 신경세포를 사용하여 실험에 집중하였다.
전기는 대학원생으로 참가한 학회였다.「뇌의 네트워크를 보고 싶다면, 살아있는 쥐로 연구해야 한다」는 지적에 반론할 수 없었다. 살아있는 쥐로 연구하고자 박사연구원으로서 스위스 베른대학에 유학하기로 결정했다. 유학처를 찾을 때에는 학생결혼한 처로부터 돈을 빌려 연구용의 장치를 자작하여 그것을 내세워 유학티켓을 잡게 되었다.

살아있는 뇌를 연구하는 기술의 개발은, 국제경쟁이 극심하였다. 무라야마는 1회   에 10시간 실험을 1일 2회, 수개월도 계속했다. 시행착오의 끝에, 자작한 장치의 오실로스코프에 살아있는 쥐의 뇌의 신경활동을 나타내는 파형이 분명하게 나타났다.「처음 보았을 때의 감동은 잊어버릴 수가 없다」고 한다.

개발한 방법을 사용하여, 신경세포가 촉각의 강약을 정확하게 전달하는 구조를 해명하여, 09년에 영국 과학지 네이처에 발표했다.「힘이 들때는 대입 재수시절의 신문배달의 경험을 생각했다」고 한다. 비가 오는 날에도 죽을 힘을 다해 뛰어 넘었던 경험이 큰 힘이 되었다.

스위스에서 실험을 진행하면서 다양한 아이디어가 생겨났지만, 연구실 리더의 이해를 받지 않으면 자기 혼자서 실험을 결정할 수가 없었다.「자신만의 연구실을 갖고 싶다」는 생각이 점점 강해졌다.
젊은 연구자에게 연구실을 주선하는 이화학연구소의 뇌과학 종합연구센터에 응모하여, 2010년에 채용되었다.「학회에서 연구소 관계자를 우연히 만나게 된 것이 채용의 계기가 되었다」. 식사 자리에서 옆 좌석에 앉게 된 기회를 이용하여 어필했던 것이다.

무라야마의 목표는 체험을 뇌의 신경활동으로 재현하는 것이다. 예를 들면,「빨간색」이라고 느꼈을 때, 뇌에는「빨간색」을 나타내는 신경활동이 있을 것이다.「신경활동을 뇌에서 재현했을 때, 정말로『빨간색』이라고 느낄 수 있을 것인가? 체험과 신경활동의 관계를 찾아내고 싶다」고 한다.

    -- 끝 --