[The mechanobiology of brain function]를 읽고. 240525
예전에 읽었었고 보관 중인 글이긴 하지만 블로그에 올린 적은 없었다... 라는 사실을 깨닫고 끄적끄적.
Neuroscience에서 mechanobiology에 대해서 관심이 높은 나로서는
12 년 전의 이 opinion article이
뭐라고 표현해야 할까,
말 그대로 정말 'perspective'에 적합했다고 생각된다.
보통, 아직도 trauma나 injury related 에 한해 주로 mechanical force와 신경계 간의 상호작용에 대해서
다루어지지만,
Abstract의 개간지 나는 첫 문장처럼
'모든 세포는 mechanical force의 영향을 받는다'
라는 사실은 너무도 자명한 사실이다.
예컨대, 최근 (이 아니라 수년 전부터 지만) 활발한 magnetic 자극이나 초음파를 이용한 어떤 처치 시도와 같은 경우에도 전자기장은 mechanical은 아니긴 함에도 분명 기계적인 자극을 때려서 반응이 나오게 되는 것이다.
Synapse 자체도 부직포처럼 기계적으로 연결이 되어있고
일반적인 integrin의 기계적인 메커니즘을 참고해 볼 때, 이와 유사한
tension과 binding force가 그 이후의 cascade에도 영향을 줄 것이라는 것을 충분히 눈치챌 수 있다.
최근 넷플 [삼체 (Three body problem)]을 보면서 잠깐 생각이 든 건데,
역시
뇌의 기억소자도 인간 매스 게임 컴퓨터처럼 전기적 자극과 기계적 힘에 의해서
순간순간 flip하면서 변하는 것이 아닐까. 라는 생각.
다들 그렇게 생각하겠지만.
Mechanical force 관련해서
우주분야나 정형외과, 심혈관 쪽으로는 상당히 연구가 많이 되긴 했는데
예를 들어, 뼈를 붙이는데 어느 정도 mechanical loading을 줘야 좋다 같은,
어떻게 보면 당연한 것인지, 또 어떻게 보면 실험의 난해성에 있는 것인지
신경세포 자체에 대해서는 많이 이루어지지 않았다.
아니, 사실 많이 이루어졌는데 내가 모르는 것일지도 (논문 잘 안 읽음) 🤨
최근 (뇌절이지만 이 역시도 수년 전부터), CSF나 more broad structure가 주는 mechanical force에 대한
연구들은 많이 되고 있는 것 같다.
Mechanosensory channel이나 ECM도 많이 본 것 같고.
얼마 전에 뉴럴링크에서 첫 이식한 BCI chip이 이식하고 좀 지나니까
뇌의 움직임에 의해서 밀려나서 약간 최종적으로는 성공인지 실패인지 애매한 느낌의 보고를 한 것을 봤는데
glial scar나 면역반응은 당연 처음부터 계산해서 깔고 들어갔을 것이지만,
glial scar 자체도
ECM과 cell의 물리적 성질을 바꾸게 되면서 모델링이나 예측이 어려웠을 것 같다.
물론, 뇌 라는 기관의 내부 혈류나 CSF의 움직임도 그러했을 것이고.
거시적으로 보면 이러한 물리적, 기계적인 성질도 점점 spotlight을 받을 것 같지만,
역시
어느 정도 advanced되면 세포레벨에서 막밖, 막내부의 기계적인, 물리적인
cascade에 의한 function 변화 (나는 메모리소자 라고 생각하지만. 메모리... functional unit?)에
초점이 가지 않을까 생각된다.
모두들 그런 말을 좋아한다.
ATCG 코드만 있으면 결과물의 구조가 자동적으로 folding되서 나온다고.
그것이 alphafold이긴 한데,
마찬가지로,
물리적, 기계적 환경 변수 코드만 있으면 circuit 변화도 자동적으로 나와야 하지 않을까.
그럼에도 불구하고, 이 모든 것의 최종 조합이
'의식' 이라는 것으로 귀결되는 것이
최대의 불가사의이겠지만.