조롱받던 뇌 스위치 아이디어, 노벨상 수상으로 이어지다

모든 인간의 두개골 안에는 약 1.3킬로그램의 얽힌 전기 네트워크가 자리 잡고 있다. 그것은 어린 시절의 기억을 저장하고, 심장 박동을 일정하게 유지하며, 호흡의 리듬을 정하고, 우리가 언제 잠들지를 결정한다. 20세기 대부분 동안 과학자들은 대략 어느 뇌 영역이 어떤 일을 담당하는지 알고 있었지만, 그들의 도구는 무뎠다. 그들이 만들어낸 사진은 흐린 유리를 통해 찍은 사진처럼 보였다. 넓은 형태는 볼 수 있었지만, 작동하는 개별 세포는 결코 볼 수 없었다.

그 꿈은 말하기는 간단했지만 실현은 거의 불가능했다. 선택한 한 가지 유형의 뉴런에 자체적인 조명 스위치를 부여하는 것. 스위치를 켜면 그 세포가 발화하고, 끄면 조용해진다. 그런 다음 동물이 무엇을 하는지 관찰한다. 소수의 세포를 켜는 것이 공포, 배고픔 또는 기억을 만들어낸다면, 그 세포들이 그 감정을 단지 상관관계가 아니라 실제로 유발한다는 증거가 된다.

그 꿈은 이제 과학계 최고의 영예로 보답받았다. 세 명의 연구자가 이 아이디어를 전 세계에서 사용되는 표준 실험 방법으로 바꾼 업적으로 올해 노벨상을 공동 수상했다. 이 이야기가 놀라운 점은 프로젝트가 어떻게 시작되었는가이다. 동료들은 한때 이 제안을 회의에서 웃음을 얻기 위해 언급하는 종류의 농담으로 취급했다. 외래 유전자를 특정 뇌세포에 도입하고 그 세포가 빛에 반응하게 만드는 것은 신경과학이라기보다 공상과학처럼 들렸다.

앞으로 나아갈 길은 차용에서 나왔다. 연구자들은 미생물, 즉 환경을 감지하기 위해 이를 사용하는 유기체에서 빛에 민감한 단백질을 가져와 유전적 지침을 선택된 뉴런에 전달했다. 가느다란 광섬유를 뇌에 비추면 표적 세포만 반응한다. 이 기술은 이 분야를 수십 년간 좌절시킨 질문에 답했기 때문에 빠르게 퍼졌다. 활동이 어디서 일어나는가가 아니라 활동이 무엇을 하는가라는 질문이었다.

그 이후로 실험실들은 이 접근법을 사용하여 기억, 중독, 수면 및 운동 뒤에 있는 회로를 추적해 왔다. 그것은 덧없는 경험이 어떻게 지속적인 기억이 되는지, 손상된 회로가 언젠가 어떻게 재조정될 수 있는지를 지도화하는 데 도움을 주었다. 이 방법은 이제 현대 신경과학의 주력이 되어 수천 건의 연구와 한 세대 연구자들의 훈련에 등장한다.

이 상은 또한 과학이 실제로 어떻게 움직이는지에 대한 더 조용한 교훈을 담고 있다. 큰 돌파구는 완성된 형태로 도착하는 경우가 거의 없다. 그것은 아무도 자금을 지원할 수 없는 이상한 질문으로 시작하여 수년간의 회의론을 견디고, 나중에야 사후적으로 명백해 보인다. 세 명의 수상자는 그들의 아이디어가 유행에 뒤처져 있는 동안에도 계속 연구했으며, 바로 그렇기 때문에 결국 없어서는 안 될 것이 되었다.

대중에게 실질적인 이익은 아직 unfolding되고 있다. 어떤 세포가 어떤 행동을 이끄는지 이해하는 것은 파킨슨병, 만성 통증 및 심각한 우울증과 같은 상태에 대한 미래 치료법을 형성할 수 있다. 그 중 어느 것도 보장되지 않으며, 동물 연구 결과를 인간 치료법으로 전환하는 것은 여전히 느리고 신중한 작업이다.

이미 분명한 것은 관점의 전환이다. 뇌는 더 이상 과학자들이 외부에서만 관찰할 수 있는 신비로운 전체가 아니다. 그것은 그들이 세포 하나하나, 질문 하나하나 탐구할 수 있는 회로 기판이다. 한때 농담으로 치부되었던 아이디어는 우리 자신을 이해하기 위한 가장 날카로운 도구 중 하나가 되었다. 그리고 올해, 회의론자들은 답을 얻었다.