[연구자 요약] 서민아 교수는 뇌공학, 신경과학, 신경혈관 연계 분야를 아우르며, 첨단 뉴로이미징 기법 개발 및 뇌 기능 연구에 매진하고 있습니다. 해부학적, 기능적, 생리학적 MRI 기법을 활용하여 뇌질환의 신경혈류 시스템 조절 메커니즘을 밝히고 뇌신경 인터페이스 개발에 기여하고 있습니다. 특히, 만성 스트레스, 뇌전증 등 다양한 뇌 질환이 신경혈관 연계에 미치는 영향을 기능적, 구조적 수준에서 심층 연구하며, 이를 복구하기 위한 신기술 개발에 주력하고 있습니다. 또한, 기능적 뇌 이미징과 계산 모델링을 이용한 인간의 지각, 인지, 감정, 통증의 뇌 기전을 규명하고, 뇌 기능 빅데이터와 인공지능을 융합한 계산신경과학 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 다학제적 융합 연구를 통해 동물과 사람의 뇌 기능에 대한 기초 뇌과학 지식을 제공하고, 뇌 질환 진단 및 치료에 기여하는 혁신적인 솔루션을 제시하고자 합니다.

직책

교수

소속 기관

기초과학연구원 (뇌과학 이미징 연구단)

연구실

Neurovascular Coupling Lab

연구 분야

첨단 뉴로이미징 기술 개발 및 뇌 기능 매핑: 본 연구실은 뇌의 구조와 기능을 정밀하게 이해하기 위한 첨단 뉴로이미징 기법 개발에 주력하고 있습니다. 해부학적, 기능적, 생리학적 자기공명영상(MRI) 기법을 혁신적으로 개발하여, 살아있는 뇌의 미세한 변화를 실시간으로 포착하고 분석합니다. 이러한 독자적인 이미징 기술은 뇌 연구에 폭넓게 적용되어 뇌 회로의 연결성, 신경 활동의 동역학, 그리고 뇌 혈류 역학 간의 복잡한 상호작용을 규명하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 특히, 기존의 한계를 뛰어넘는 새로운 퍼퓨전(perfusion) 관련 뉴로이미징 기술을 개발하여, 뇌 질환의 조기 진단 및 진행 과정 모니터링에 기여하고 있습니다. 본 연구는 뇌 기능을 시각화하고 정량화하는 데 필요한 혁신적인 도구를 제공하며, 뇌 질환 메커니즘의 근본적인 이해를 돕고 궁극적으로는 손상된 뇌 기능을 복원하는 새로운 기술 개발의 기반을 마련합니다., 뇌질환 신경혈관 연계 및 뇌신경 인터페이스 연구: 본 연구실은 뇌 질환의 핵심 기전 중 하나인 신경혈관 연계(Neurovascular Coupling)에 대한 심층적인 연구를 수행합니다. 뉴런, 신경교세포, 혈관 시스템 간의 생리적 상호작용 메커니즘을 밝혀내어 뇌 기능 조절 및 뇌 질환 발생에 대한 이해를 증진시키고 있습니다. 특히 만성 스트레스, 병리학적으로 과도하게 증가된 신경 흥분 및 동기화(뇌전증 포함)가 신경혈관 연계에 미치는 기능적, 구조적 영향을 다각도로 분석하며, 이를 조절하는 산화질소, 일산화탄소, 포도당과 같은 신경혈관 조절 인자의 역할을 탐구합니다. 또한 뇌 질환으로 인한 신경혈관 연계 기능 이상을 복구하기 위한 세포 치료법 개발 및 뇌신경 인터페이스 기술 개발에 힘쓰고 있습니다. 이러한 연구는 뇌 질환의 진단 및 치료를 위한 새로운 패러다임을 제시하며, 뇌 기능 회복을 위한 혁신적인 솔루션 창출에 기여하고 있습니다., 인지 및 계산 신경과학 기반 뇌기능 빅데이터 분석: 본 연구실은 인지 및 계산 신경과학 분야를 선도하며, 뇌기능 빅데이터 분석을 통해 인간의 뇌 활동을 심층적으로 이해하는 연구를 수행합니다. 비인간 영장류와 인간을 대상으로 지각, 인지, 감정, 통증 등 다양한 신경 메커니즘을 시스템 수준에서 규명하고 있습니다. 특히 기능적 뇌이미징(fMRI) 데이터와 정교한 계산 모델링 기법을 결합하여, 복잡한 인지 과정과 뇌 질환의 기전을 해석 가능한 방식으로 분석합니다. 대규모 뇌 기능 데이터에 인공지능(AI) 기술을 접목하여, 뇌 활동 패턴을 예측하고 개인별 뇌 기능 특성을 파악하는 고급 계산신경과학 연구를 진행합니다. 이러한 접근 방식은 뇌가 어떻게 정보를 처리하고 의사결정을 내리는지에 대한 근본적인 질문에 답하며, 정신 질환 및 신경 퇴행성 질환의 진단 마커 발굴 및 맞춤형 치료 전략 개발에 중요한 통찰력을 제공합니다.

키워드

계산신경과학, MRI, 바이오메디컬공학, 뉴로이미징, 뇌질환, 뇌기능회복, 인공지능, 뇌신경인터페이스, 신경과학, 만성스트레스, 신경혈관연결, 뇌모니터링, 뇌전증, 뇌영상, 의료기기, 첨단 뉴로이미징 기술 개발 및 뇌 기능 매핑, 본 연구실은 뇌의 구조와 기능을 정밀하게 이해하기 위한 첨단 뉴로이미징 기법 개발에 주력하고 있습니다. 해부학적, 기능적, 생리학적 자기공명영상(MRI) 기법을 혁신적으로 개발하여, 살아있는 뇌의 미세한 변화를 실시간으로 포착하고 분석합니다. 이러한 독자적인 이미징 기술은 뇌 연구에 폭넓게 적용되어 뇌 회로의 연결성, 신경 활동의 동역학, 그리고 뇌 혈류 역학 간의 복잡한 상호작용을 규명하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 특히, 기존의 한계를 뛰어넘는 새로운 퍼퓨전(perfusion) 관련 뉴로이미징 기술을 개발하여, 뇌 질환의 조기 진단 및 진행 과정 모니터링에 기여하고 있습니다. 본 연구는 뇌 기능을 시각화하고 정량화하는 데 필요한 혁신적인 도구를 제공하며, 뇌 질환 메커니즘의 근본적인 이해를 돕고 궁극적으로는 손상된 뇌 기능을 복원하는 새로운 기술 개발의 기반을 마련합니다., 뇌질환 신경혈관 연계 및 뇌신경 인터페이스 연구, 본 연구실은 뇌 질환의 핵심 기전 중 하나인 신경혈관 연계(Neurovascular Coupling)에 대한 심층적인 연구를 수행합니다. 뉴런, 신경교세포, 혈관 시스템 간의 생리적 상호작용 메커니즘을 밝혀내어 뇌 기능 조절 및 뇌 질환 발생에 대한 이해를 증진시키고 있습니다. 특히 만성 스트레스, 병리학적으로 과도하게 증가된 신경 흥분 및 동기화(뇌전증 포함)가 신경혈관 연계에 미치는 기능적, 구조적 영향을 다각도로 분석하며, 이를 조절하는 산화질소, 일산화탄소, 포도당과 같은 신경혈관 조절 인자의 역할을 탐구합니다. 또한 뇌 질환으로 인한 신경혈관 연계 기능 이상을 복구하기 위한 세포 치료법 개발 및 뇌신경 인터페이스 기술 개발에 힘쓰고 있습니다. 이러한 연구는 뇌 질환의 진단 및 치료를 위한 새로운 패러다임을 제시하며, 뇌 기능 회복을 위한 혁신적인 솔루션 창출에 기여하고 있습니다., 인지 및 계산 신경과학 기반 뇌기능 빅데이터 분석, 본 연구실은 인지 및 계산 신경과학 분야를 선도하며, 뇌기능 빅데이터 분석을 통해 인간의 뇌 활동을 심층적으로 이해하는 연구를 수행합니다. 비인간 영장류와 인간을 대상으로 지각, 인지, 감정, 통증 등 다양한 신경 메커니즘을 시스템 수준에서 규명하고 있습니다. 특히 기능적 뇌이미징(fMRI) 데이터와 정교한 계산 모델링 기법을 결합하여, 복잡한 인지 과정과 뇌 질환의 기전을 해석 가능한 방식으로 분석합니다. 대규모 뇌 기능 데이터에 인공지능(AI) 기술을 접목하여, 뇌 활동 패턴을 예측하고 개인별 뇌 기능 특성을 파악하는 고급 계산신경과학 연구를 진행합니다. 이러한 접근 방식은 뇌가 어떻게 정보를 처리하고 의사결정을 내리는지에 대한 근본적인 질문에 답하며, 정신 질환 및 신경 퇴행성 질환의 진단 마커 발굴 및 맞춤형 치료 전략 개발에 중요한 통찰력을 제공합니다.