미세전극칩을 이용한 3차원 신경네트워크칩 연구를 위한 소프트 리소그래피 기반 미세패턴 3차원 하이드로겔-신경세포 모델 개발

Abstract

우리 뇌에는 다양한 구조적 연결도 패턴의 신경 회로가 존재하고 각 회로마다의 뇌의 기능에 중요한 역할을 하는 고유한 기능을 가지고 있다. 뇌의 기능을 이해하기 위해선 신경 회로의 연결도와 기능에 대한 연구가 필요하다. 체외 신경세포 모델은 한가지 접근법으로서, 신경세포의 패터닝을 통해 해당 모델이 가지고 있는 신경생리학적 특성에 대한 분석이 이루어지고 있다. 하지만 3차원 세포 모델의 중요성이 대두되고 있는 현재, 이러한 연구는 대부분 2차원 모델에 대해서 행해졌었다. 본 연구에서는 3차원 환경에 대한 구조적 연결도와 기능적 활성도를 분석할 수 있는 신경세포 실험 모델을 제작하였다. 세포외기질 기반의 하이드로겔을 이용해 신경세포의 3차원 모델을 구성시키고 MIMIC 기술을 이용해 미세패턴을 지닌 3차원 하이드로겔-신경세포 모델을 제작하였다. 해당 모델은 신경 신호 측정을 위해 미세전극칩 위에 제작되어 3차원 신경세포 모델의 전기 신호를 측정하였다. 미세패턴의 구조 유지를 위해 하이드로겔-신경세포 인터페이스를 조사하였다. 해당 미세패턴을 지닌 신경세포 모델을 이용해 3차원 모델에 대한 구조적 연결도와 기능적 활성도에 대한 관계를 연구하는데 사용될 것으로 기대한다.