초록 ▼

□ 연구개요
본 연구 과제는 모세혈관 수준에서 뇌 혈류 네트워크 변화를 실시간으로 분석하고 정밀하게 미세 혈류의 광 조절이 가능한 기능적 신경 광자학 플랫폼(Functional neurophotonics platform)을 구축하고 유전자 조작 동물모델을 기반으로 전임상 연구를 진행하여, 다양한 주제의 뇌기능 및 뇌혈관 질환 연구에 기여 할 수 있는 새로운 방법론을 연구 개발함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제에서는 미세 혈류의 광 조절 및 모세 혈관 수준에서 뇌 혈류 네트워크의 변화를 실시간으로 분석하는

□ 연구개요
본 연구 과제는 모세혈관 수준에서 뇌 혈류 네트워크 변화를 실시간으로 분석하고 정밀하게 미세 혈류의 광 조절이 가능한 기능적 신경 광자학 플랫폼(Functional neurophotonics platform)을 구축하고 유전자 조작 동물모델을 기반으로 전임상 연구를 진행하여, 다양한 주제의 뇌기능 및 뇌혈관 질환 연구에 기여 할 수 있는 새로운 방법론을 연구 개발함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제에서는 미세 혈류의 광 조절 및 모세 혈관 수준에서 뇌 혈류 네트워크의 변화를 실시간으로 분석하는 신경 광자학 플랫폼을 개발하였고, 개발된 플랫폼은 고속 뇌 혈관 촬영부, 정량적 혈류 분석 기술, 미세혈관의 가역적 조절 기술을 포함하고 있음.

(1) 기존 3차원 현미경은 영상 속도가 제한되고 영상 왜곡이 심해 뇌혈관 기능의 기본이 되는 신경 혈관 커플링(neuro vascular coupling)의 분석에 한계가 있었음. 이를 해결하고자 대뇌 심부를 고속으로 스캔할 수 있는 광시트 프로젝션 현미경을 개발함.
(2) 비 침습적인 촬영으로 뇌 혈류 속도 정보를 정량적으로 제공하는 스페클 영상 상관 속도장 알고리즘을 개발함. 실험군 간의 혈류 분석을 객관적으로 수집하고 동적인 혈류 변화를 분석함.
(3) 광자극을 통해 미세 혈관에서 광 혈전증을 유발하고 혈관 주위세포의 광 유전학적 자극으로 혈관 유래 질병을 모사하는 in vivo 허혈-재관류 손상 동물 모델을 개발했으며, 동반되는 가역적 혈류 변화 및 혈관의 형태를 고속으로 분석함.

본 연구는 뇌기능 및 뇌질환 연구에 최적화된 신경 광자학 플랫폼을 구축함으로써 뇌혈관 질환 발병 기전규명 및 새로운 치료법 도출에 필요한 정량적 방법론을 제공할 수 있음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
뇌기능 및 뇌혈관 질환 연구에 적용 가능한 가장 작은 단위인 모세혈관 수준에서 광영상 뿐만 아니라 광혈관 조절이 가능한 통합 신경광자학 플랫폼 개발을 통하여 하여
유관분야의 핵심 원천기술을 확보할 뿐 아니라 본 연구를 통해 획득된 연구결과는 아래와 같은 다양한 분야에 적용 및 응용이 가능함.

- 정밀 신경광자학 플랫폼 기술 개발로 향후 뇌졸중 뿐만 아니라 혈관성 치매 및 알츠하이머병 등의 혈관에 관련된 퇴행성 뇌신경 질환의 연구에 확장된 적용
- 뇌질환 동물 모델에서 병리기전 이해 및 새로운 치료법 개발을 위하여 세포수준의 통합적 분석을 통한 전임상학적 정보 제공
- 정밀 광의료기기 및 중개의학 분야의 원천기술 확보

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-가. 연구목표 ... 4
• 1-나. 연구내용 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 2-가. 연구개발 수행 계획 ... 6
• 2-나. 연차별 연구 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과 (연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 19
• 끝페이지 ... 41