 * Image credit: Yujin An 우리 연구실 석사 졸업생 안유진의 연구결과가 신경공학분야 국제저명학술지 Journal of Neural Engineering 에 게재승인 되었습니다. 이 연구는 최신 신경공학 분야의 화두인 closed-loop neural control 을 우리 연구실에서 개발한 열플라즈모닉 광열신경자극 기술에 적용하여 신경세포의 발화율을 정밀하게 제어할 수 있음을 보인 연구입니다. Yujin An's work on the application of closed-loop neural control to thermoplasmonic neural stimulation technique is now accepted in Journal of Neural Engineering. We showed for the first time that the thermoplasmonic neural inhibition mechanism can be used to precisely control neural firing rates in real time. This is open lots of new possibilities for our thermoplasmonic neural stimulation technique. Y An, Y Nam*, "Closed-loop control of neural spike rate of cultured neurons using a thermoplasmonics-based photothermal neural stimulation", Journal of Neural Engineering. 2021. Accepted. (link)  박사과정 윤동조 학생이 공동으로 주도한 3차원 신경세포 이미징 기술에 대한 연구가 바이오광학분야 국제저명학술지 Biomedical Optical Express 저널에 게재되었습니다.
이번 연구는 물리학과 박용근 교수님 연구실과 공동으로 진행하였으며, optical diffraction tomography 기술을 이용하여 3차원 공간에 배양한 신경세포의 성장을 형광 염색 없이 비표지(label-free) 방식으로 관찰이 가능함을 보인 논문입니다. 윤동조 학생은 이 연구에서 3차원 세포배양을 주도하여 공동 제 1저자로 참여하였습니다. A Lee, DJ Yoon, SY Han, H Hugonnet, WS Park, JK Park, Y Nam*, and YK Park, "Label-free monitoring of 3D cortical neuronal growth in vitro using optical diffraction tomography", Biomedical Optical Express. 2021:12(11);pp. 6928-6939. (link)  우리 연구실 졸업생 김래영 박사 (현, 삼성전자)가 재학 중 수행한 신경세포 활성의 광학적 측정 인터페이스에 관한 학위논문연구가 (사)한국바이오칩학회에서 발행하는 국제학술지 (SCIE 급) BioChip Journal 6월호 표지 논문으로 선정되었다.
이 연구에서 연구진은 금나노막대(gold nanorod) 기반의 나노플라즈모닉 칩을 이용하여 신경세포 막전위 측정용 염료의 형광 신호 세기를 증강시키는데 성공하였다. 연구진은 신경세포의 막전위를 고해상도로 측정하는 전위 민감 염료(voltage-sensitive dye)의 낮은 신호세기를 극복하기 위하여, 염료의 emission 피크 파장에 흡광율을 맞춘 금나노막대칩을 제작하고, 형광신호 세기 증강 효과를 유도하기 위하여 세포-나노입자 간 거리를 최적화하였다. 그 결과, 기존 대비 약 5배의 신호세기 증강효과를 얻을 수 있었다. 지도교수인 남윤기 교수는 “이번 연구는 최근 주목받는 나노입자 기반 신경인터페이스 기술을 선도하는 연구결과를 얻었다는데 큰 의의를 갖으며, 향후 이를 활용한 다양한 신경신호 측정 기술이 등장할 것을 기대한다”고 밝혔다. 이 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업의 지원으로 수행되었다. 관련 논문: Raeyoung Kim and Yoonkey Nam*, "Fabrication of a Nanoplasmonic Chip to Enhance Neuron Membrane Potential Imaging by Metal-Enhanced Fluorescence Effect ", BioChip Journal. 2021;15:171–178.(link) |
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