초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구의 목적은 제브라피쉬라는 경제적이고 효율적인 동물모델에서의 다채널 뇌파 검출과 침 근전도 측정법을 개발하여 다양한 난치성 신경계 질환의 치료를 위한 새로운 약물 개발 또는 치료법 개발을 위한 초석을 마련하는 것이다. 이를 위해 아래의 연구를 수행하였다.
- 제브라피쉬용 다채널 EEG 및 EMG 전극 개발
- 수중동물인 제브라피쉬의 장시간 호흡 유지 및 고정 방법 개발
- 개발된 EEG 및 EMG 전극을 이용하여 실제 제브라피쉬에서 다채널 EEG 및 침근전도 측정. 이를 통해 제브라피

연구의 목적 및 내용
본 연구의 목적은 제브라피쉬라는 경제적이고 효율적인 동물모델에서의 다채널 뇌파 검출과 침 근전도 측정법을 개발하여 다양한 난치성 신경계 질환의 치료를 위한 새로운 약물 개발 또는 치료법 개발을 위한 초석을 마련하는 것이다. 이를 위해 아래의 연구를 수행하였다.
- 제브라피쉬용 다채널 EEG 및 EMG 전극 개발
- 수중동물인 제브라피쉬의 장시간 호흡 유지 및 고정 방법 개발
- 개발된 EEG 및 EMG 전극을 이용하여 실제 제브라피쉬에서 다채널 EEG 및 침근전도 측정. 이를 통해 제브라피쉬 질환 모델을 신약 또는 새로운 치료법 개발에 널리 활용할 수 있음을 보이고자 함

연구결과
1. 제브라피쉬 배아에서의 EMG 측정 기술 개발
- 제브라피쉬 배아에 사용 가능한 MEMS 공정 기반의 마이크로 침 전극을 개발함
- EMG를 검출하는 데 충분한 시간 동안 제브라피쉬 배아를 마취하지 않고도 고정시킬수 있는 고정 방법을 개발
- 개발된 EMG 시스템을 활용하여 실제 제브라피쉬 배아에서의 근전도 신호를 세계 최초로 측정함

2. 제브라피쉬 성체에서 다채널 EEG 측정 기술 개발
- 제브라피쉬 성체에서 사용 가능한 다채널(multi-channel) 유연성 뇌파 전극(flexible EEG electrode)을 개발함
- EEG 신호 획득에 충분한 시간 동안 제브라피쉬의 아가미 호흡을 유지하면서 개체를 고정할 수 있는 방법을 개발함
- 이를 활용하여, 실제 제브라피쉬 두피에서 비침습적으로 최대 4채널의 EEG 신호를 세계 최초로 획득함.
- 약물을 통해 경련이 유도된 제브라피쉬에서 정상 뇌파와 경련 뇌파를 성공적으로 구분함

연구결과의 활용계획
본 연구를 통해 개발한 다채널 뇌파 측정 기술 및 침 근전도 측정 기술은 다음과 같이 활용 가능할 것이다.
- 다양한 뇌신경계 질환의 치료제 및 치료법 개발에 제브라피쉬를 이용하여 대량 스크리닝을 가능케 함으로써 관련 연구에 소요되는 비용을 획기적으로 줄이는 데 기여
- 그로 인한 기초 신경과학 연구 및 원천기술 확보에 이바지
- 개발된 다채널 뇌파 측정 시스템을 활용하여 난치성 뇌신경계 질환의 기전 규명, 약효 검증뿐 아니라 신경과학, 신경생리학 등 기초 학문 연구에도 활용
- 개발된 단일 개체 대상의 뇌파 및 근전도 측정 기술을 동시에 여러 개체를 대상으로 신호를 측정할 수 있는 다개체(multi-body) 측정 시스템으로 확장하여 산업적 파급효과 극대화

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
The purpose of this study is to develop new electrophysiology systems that enable needle EMG and multichannel surface EEG for zebrafish, which is an economical and efficient emerging animal model. For that, we performed the followings:
- Development of multi-channel EEG electr

Purpose&contents
The purpose of this study is to develop new electrophysiology systems that enable needle EMG and multichannel surface EEG for zebrafish, which is an economical and efficient emerging animal model. For that, we performed the followings:
- Development of multi-channel EEG electrodes and needle EMG　electrodes for zebrafish
- Development of systems to hold the zebrafish in place and to maintain breathing for longer periods
- Recording of multi-channel EEG signals and EMG signals, which would demonstrate the feasibility of using zebrafish in development of new drugs ortherapy

Result
1. Development of needle EMG system for zebrafish embryos
- Micro needle electrodes were developed based on MEMS technology.
- Methods to hold the zebrafish in place and to maintain breathing during EMG procedures were developed.
- Using the developed EMG system, needle EMG was successfully measured from zebrafish embryos for the first time.

2. Development of multi-channel EEG system for adult zebrafish
- Multi-channel, high-density, flexible EEG electrodes array for adult zebrafish was developed.
- The perfusion method that allows zebrafish to breathe and survive outside the water was developed.
- Using the developed EEG array and the perfusion method, four-channel EEG signals were non-invasively measured for the first time.
- The system could also distinguish EEG signals from normal and seizure-induced zebrafish.

Expected Contribution
The developed EMG and EEG systems can be used in the following areas:
- Validation of new drugs or treatment methods for neurological diseases
- Massive screening of new drug chemicals using inexpensive zebrafish. Thereby, significant reduction of R&D expenses is expected in drug discovery research.
- Investigation of pathomechanisms of neurological diseases
- Basic research in the fields of neuroscience and neurophysiology

Also, further development of the established system into multi-body measurement system will enable the measurement of EEG or EMG signals from multiple zebrafish simultaneously, which become a more powerful tool in practice.

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 3. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 20
• 4. 연구결과의 활용계획 ... 21
• 5. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 23
• 6. 참고문헌 ... 23
• 7. 연구성과 ... 24
• 8. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 33
• 9. 기타사항 ... 33
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 34
• 끝페이지 ... 43