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광유전학은 빛을 이용하여 신경 세포의 활동을 시공간적으로 정밀하게 제어하고 분석할 수 있는 기술로, 특히 신경 회로와 그 기능을 실시간으로 연구하는 데 유용하다. 본 논문에서는 광유전학 기술의 응용 예시로서, 이차원 물질을 활용한 신경 탐침인 NeuroWeb을 이용한 광유전학 실험에 대해 소개하고자 한다. NeuroWeb은 육방정계 질화 붕소(h-BN)와 그래핀으로 구성되어 두께가 100 ㎚로 매우 얇고, 개방형 격자 구조로 디자인되어 높은 유연성과 강한 접착력을 가지고 있다. 또한 이차원 나노 소재로 이루어져 있는 만큼 투명도 역시 뛰어나다. 이러한 NeuroWeb의 특성을 바탕으로, 광학적 자극을 통해 특정 영역의 신경 세포 활동을 제어하여 광유전학 실험으로의 응용 가능성을 확인하였다. 특히 신호 전달 경로에 따른 소뇌와 체성감각 피질 사이의 신호 전달 시간을 정량적으로 측정했는데, 체성감각 피질에서 소뇌로, 소뇌에서 체성감각 피질로 전달되는 신경 신호의 전달 시간은 각각 6.33 ms와 5.88 ms이었다. NeuroWeb 신경 탐침과 광유전학 실험 기술을 접목시킴으로써 신경 회로의 상호작용을 실시간으로 추적할 수 있을 뿐 아니라, 향후 복잡한 신경 회로를 이해하고 알츠하이머나 파킨슨병과 같은 신경질환에 대한 연구를 보다 심도 있게 진행할 수 있으리라 기대한다.
목차
Ⅰ. 서론
Ⅱ. NeuroWeb의 구조와 광학적 특성
Ⅲ. NeuroWeb을 이용한 광유전학 실험
Ⅳ. 결론
References
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