초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 BOLD (Blood Oxygen Level Dependent)-fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging) 기술과 resting state-fMRI기술을 소동물 (mouse, rat)에서 적용 가능한 기술을 확립하여, HI (hypoxic ischemic), stroke 등의 뇌 손상 질환 동물 모델을 대상으로 수행하고자 한다. 영상분석을 통하여 자극에 의한 뇌 활성화 부위와 뇌신경 연결망을 정량적으로 측정하고, 이를 회복기전을 연구하고 뇌 손상 후 가소성 평가에

□ 연구개요
본 연구에서는 BOLD (Blood Oxygen Level Dependent)-fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging) 기술과 resting state-fMRI기술을 소동물 (mouse, rat)에서 적용 가능한 기술을 확립하여, HI (hypoxic ischemic), stroke 등의 뇌 손상 질환 동물 모델을 대상으로 수행하고자 한다. 영상분석을 통하여 자극에 의한 뇌 활성화 부위와 뇌신경 연결망을 정량적으로 측정하고, 이를 회복기전을 연구하고 뇌 손상 후 가소성 평가에 사용 할 수 있게 하여 뇌 가소성 개관적 평가지표를 정립하고자 한다. 또한 운동과 치료제 (e.g, 약물, 스템셀)에 의한 가소성의 변화를 측정하여, 영상 데이터가 치료제 개발에 기여 할 수 있는지 타당성을 검토하도록 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도 (2016년)
Whisker-barrel field 자극 소동물 기능적 자기공명영상기술 완성 및 분석
1. Whisker-barrel 자극 프로토콜 완성 및 fMRI 영상 획득함
• Whisker-barrel과 forepaw 자극 BOLD-fMRI신호 비교 분석 및 재연성 확인
• 감각운동 (sensory motor) 반응 뇌 영역 확인 및 검증
2. BOLD 신호와 전기생리학 신호간의 상관관계 확립함
• 전기생리학 data 획득 및 분석: BOLD 변화와의 비교 분석 및 상관관계 확립
3. 소동물 fMRI 영상 기술 개발함
• 신호증폭을 위한 펄스열 기술 개발 및 신호균일도 향상을 위한 RF 코일 개발
2차년도 (2017년)
뇌손상 동물모델에서 기능적 자기공명영상 (fMRI)을 이용한 뇌가소성 평가
1. HI Injury 동물 모델에서 exercise에 의한 뇌가소성 효과에 관한 연구
• Spontaneous recovery와 exercise induce recovery가 neuroplasticity에 미치는 영향 (BOLD-fMRI, rs-fMRI, DTI수행)
• 동물 행동 평가 수행: 운동에 의한 뇌가소성 평가와 기전 탐색
2. HI Injury 동물 모델에서 BOLD 신호와 전기생리학 신호 비교 분석함
• 전기생리학 data 획득 및 분석: BOLD 변화와의 비교 분석 및 상관관계 확립
3. 소동물 fMRI영상 기술을 개발함
• 소동물 MRI 기술 개발: CEST 기술
3차년도 (2018년)
뇌손상 동물모델에서 치료에 의한 뇌가소성 및 치료기전 평가에 관한 연구
1. 뇌손상 동물 모델에서 치료에 의한 가소성 및 치료기전 평가 에 관한 연구
• 주기적 동물 행동 평가 수행: 치료 (e.g. stem cell) 의한 뇌가소성 평가 및 기전 탐색
2. 뇌손상모델에서 뇌 가소성 평가 지표를 확립함
• 뇌 손상 후, stem cell에 의한 뇌가소성 분석 및 행동 평가와의 상관관계를 통한 객관적 지표 확립
3. 소동물 fMRI 영상 기술을 개발함
• 소동물 MRI 기술 개발: CEST 기술
총 연구기간 성과 목표:
➔ 상위 >20% 학술지 1건/ 20% 학술지 2건/ 10% 학술지 2건 개제
: 최초 제시한 연구의 최종 목표와 세부 목표 100% 달성하였음. 최초 제시된 성과 목표 총 5편 (JCR ranking, 상위 >20% 1편, 20% 2편, 10% 2편) 중 5편 (JCR ranking, 2017년도 기준, 상위 >20% 1편, 20% 2편, 10% 2편) 은 게재 완료되었음. 또한, 추가로 2편이 submission 예정임.

□ 연구개발결과의 중요성
본 과제를 통하여 확립하는 소동물 대상 기능적 자기공명영상 (functional MRI)기술은 기술적으로 고난이도 영상기술임. 국제적으로 유수한 연구팀도 정상개체를 대상으로만 실험을 수행하고 있음. 본 연구팀은 뇌손상 질환 모델을 대상으로 한단계 더 어려운 기술을 구현하였음. 전 단계에서 이를 위한 기본 인프라기술을 구축한 상황에서, 뇌손상 발병 기전, 치료기전과 가소성 평가 지표 확립, 치료제 개발 분야에 세계 최초로 혁식적인 지식과 기술을 제공할 것으로 사료됨. 뇌신경과학 전분야에 거쳐 새로운 기술을 국내 연구진에게 제공할 것으로 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 개요 ... 4
• 나. 연구의 범위 ... 4
• 다. 연구의 창의성/도전성 ... 4
• 다. 연구 최종목표 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 34