KU-KIST 김선필 박사과정 뇌신경과학 및 바이오센서 연구자 프로필 | 기초과학연구원 기술사업화 플랫폼

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연구 분야

연구 1

뇌 인지 기능 및 질환 메커니즘 규명

내용

본 연구실은 뇌의 인지 기능 및 교세포(Glia)의 역할 규명에 중점을 둔 신경생물학 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 뇌 신경회로의 작용 메커니즘을 심층적으로 분석하여 기억, 학습, 사회성 등 다양한 인지 행동의 신경학적 기반을 이해하고자 합니다. 이러한 연구는 뇌 기능의 근본적인 이해를 넘어, 알츠하이머병, 파킨슨병, 우울증 등 다양한 뇌 질환의 발생 원인을 밝히고 새로운 치료 전략을 모색하는 데 기여합니다.저희 연구는 최신 신경과학 기술을 접목하여 신경세포와 교세포 간의 상호작용이 뇌 기능 및 질환에 미치는 영향을 다각도로 분석합니다. 특히, 뇌 유래 신경영양인자(BDNF)와 같은 핵심 인자들의 뇌 내 작용 및 조절 메커니즘을 규명하는 데 집중하고 있으며, 교세포가 뇌 신경회로의 조절에 핵심적인 역할을 한다는 점에 주목하여 이들의 기능 이상이 뇌 질환으로 이어지는 분자 및 세포 메커니즘을 규명하고 있습니다. 본 연구실의 차별점은 단일 뉴런 수준부터 행동 수준까지 아우르는 통합적 접근 방식으로, 복잡한 뇌 질환의 병태생리를 포괄적으로 이해할 수 있는 깊이 있는 통찰을 제공한다는 점입니다.궁극적으로 본 연구는 뇌 질환의 조기 진단 및 맞춤형 치료법 개발을 위한 핵심적인 기초 지식을 제공하며, 뇌 기능 개선 및 삶의 질 향상에 기여할 수 있는 혁신적인 솔루션 개발의 초석이 될 것입니다. 이 분야에서의 협력은 치매, 우울증 등 뇌 질환 관련 신약 개발, 진단 기술 및 치료법 개발 시장에서 혁신적인 돌파구를 마련할 기회를 제공할 것입니다.

연구 2

뇌 유래 신경영양인자 고감도 바이오센서 개발

내용

본 연구실은 뇌 유래 신경영양인자(BDNF)와 같은 중요한 신경인자들의 실시간 변화를 초고감도로 감지할 수 있는 생체 전극 센서(IME biosensor) 개발에 집중하고 있습니다. 기존 기술의 한계를 넘어, 살아있는 동물의 뇌에서 자유롭게 움직이는 동안 BDNF 농도를 정확하게 측정할 수 있는 혁신적인 바이오센서 기술을 개발하여 뇌 기능 및 질환 연구의 새로운 지평을 열고 있습니다. 이 기술은 Scientific Reports와 같은 저명한 국제 학술지에 발표되어 그 우수성을 인정받았습니다.저희 연구의 핵심은 IME 바이오센서의 독자적인 설계와 표면 개질 기술에 있습니다. 이를 통해 미량의 BDNF도 정밀하게 검출할 수 있으며, 뇌 조직 내에서 장기간 안정적으로 작동할 수 있는 성능을 확보했습니다. 이러한 기술은 BDNF 외에도 다양한 신경전달물질 및 바이오마커를 모니터링할 수 있도록 확장될 가능성을 가지고 있어, 뇌과학 연구의 정밀도를 한 차원 높일 것입니다.이 바이오센서 기술은 뇌 질환의 조기 진단, 질병 진행 모니터링, 신약 개발 과정에서의 약물 효능 평가 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 역할을 수행할 수 있습니다. 특히, 뇌의 생체 신호를 실시간으로 정밀하게 측정함으로써, 뇌 질환 관련 진단 의료기기 및 치료제 개발에 있어 강력한 경쟁력을 제공할 수 있습니다. 기술 협력을 통해 뇌 질환 진단 및 치료 분야에서 시장을 선도할 수 있는 기회를 창출할 수 있습니다.

연구 3

멀티모달 신경생물학 실험 및 분석 전문성

내용

본 연구실은 뇌 신경회로의 작용 메커니즘을 심층적으로 분석하기 위한 첨단 실험 기법 개발 및 적용에 독보적인 전문성을 가지고 있습니다. 뇌 슬라이스 이미징(칼슘, Fura-2 등 다양한 센서 활용), 2-광자 이미징과 같은 정교한 이미징 기술을 통해 신경세포와 교세포의 활성을 실시간으로 관찰합니다. 또한, 사회성 행동(3-챔버 테스트, 5회 반복 사회성 기억 테스트), 일반 행동(오픈 필드 테스트, 신기물 및 신장소 인지 테스트), 공포 관련 행동(수동회피 테스트, 맥락 공포 조건화) 등 폭넓은 행동 분석을 수행하여 뇌 기능과 행동의 상관관계를 다각도로 규명합니다.이와 더불어, 전기생리학적 패치 클램핑(배양 세포 및 급성 뇌 슬라이스), 분자생물학(클로닝, RT-PCR, 웨스턴 블롯), 성상교세포 배양 및 미세조작술, 정위 수술(마이크로다이얼리시스, 바이러스 주입), 면역조직화학(IHC), 마이크로다이얼리시스 등 다양한 실험 기법들을 능숙하게 활용합니다. 이러한 멀티모달 접근법은 단일 기술로는 파악하기 어려운 뇌 기능의 복잡성을 이해하고, 뇌 질환의 미묘한 변화를 감지하는 데 필수적입니다.본 연구실은 이러한 첨단 기술력을 바탕으로 뇌 신경회로의 구조와 기능, 그리고 질병 발생 시 변화를 정밀하게 분석할 수 있습니다. 이는 신약 후보 물질의 효능 검증, 뇌 질환 모델 개발, 새로운 치료 전략의 전임상 평가 등 다양한 연구 및 개발 단계에서 독보적인 기여를 할 수 있으며, 최첨단 뇌 연구 시설 및 전문 인력을 필요로 하는 기관과의 협력을 통해 시너지를 극대화할 수 있습니다.

김선필

[연구자 요약] 김선필 박사과정은 뇌의 인지 기능 및 교세포(Glia)의 역할 규명에 중점을 둔 신경생물학 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 뇌 유래 신경영양인자(BDNF)의 초고감도 감지를 위한 생체 전극 센서(IME biosensor) 개발 연구에 참여하여 뇌 기능 및 질환 연구에 기여하고 있습니다. 첨단 실험 기법들을 활용하여 뇌 신경회로의 작용 메커니즘을 심층적으로 분석하며, 주요 활용 기술로는 뇌 슬라이스 이미징(칼슘, Fura-2 등), 2-광자 이미징, 행동 분석(사회성, 인지, 공포 관련), 전기생리학적 패치 클램핑, 분자생물학(클로닝, RT-PCR, 웨스턴 블롯), 성상교세포 배양 및 미세조작술, 정위 수술(마이크로다이얼리시스, 바이러스 주입), 면역조직화학 등이 있습니다. 이러한 연구는 뇌 질환의 원인 규명 및 치료 전략 개발에 필요한 기초 지식을 제공하며, 뇌 기능 이해를 위한 정교한 실험 방법론을 확립하는 데 중요한 역할을 합니다.

직책: 연구원
재직 상태: 재직 중
소속기관: 기초과학연구원 (인지 및 사회성 연구단)
연구실: 인지 및 사회성 연구단 (연구실 홈페이지)
연구 분야: 뇌 인지 기능 및 질환 메커니즘 규명: 본 연구실은 뇌의 인지 기능 및 교세포(Glia)의 역할 규명에 중점을 둔 신경생물학 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 뇌 신경회로의 작용 메커니즘을 심층적으로 분석하여 기억, 학습, 사회성 등 다양한 인지 행동의 신경학적 기반을 이해하고자 합니다. 이러한 연구는 뇌 기능의 근본적인 이해를 넘어, 알츠하이머병, 파킨슨병, 우울증 등 다양한 뇌 질환의 발생 원인을 밝히고 새로운 치료 전략을 모색하는 데 기여합니다.저희 연구는 최신 신경과학 기술을 접목하여 신경세포와 교세포 간의 상호작용이 뇌 기능 및 질환에 미치는 영향을 다각도로 분석합니다. 특히, 뇌 유래 신경영양인자(BDNF)와 같은 핵심 인자들의 뇌 내 작용 및 조절 메커니즘을 규명하는 데 집중하고 있으며, 교세포가 뇌 신경회로의 조절에 핵심적인 역할을 한다는 점에 주목하여 이들의 기능 이상이 뇌 질환으로 이어지는 분자 및 세포 메커니즘을 규명하고 있습니다. 본 연구실의 차별점은 단일 뉴런 수준부터 행동 수준까지 아우르는 통합적 접근 방식으로, 복잡한 뇌 질환의 병태생리를 포괄적으로 이해할 수 있는 깊이 있는 통찰을 제공한다는 점입니다.궁극적으로 본 연구는 뇌 질환의 조기 진단 및 맞춤형 치료법 개발을 위한 핵심적인 기초 지식을 제공하며, 뇌 기능 개선 및 삶의 질 향상에 기여할 수 있는 혁신적인 솔루션 개발의 초석이 될 것입니다. 이 분야에서의 협력은 치매, 우울증 등 뇌 질환 관련 신약 개발, 진단 기술 및 치료법 개발 시장에서 혁신적인 돌파구를 마련할 기회를 제공할 것입니다., 뇌 유래 신경영양인자 고감도 바이오센서 개발: 본 연구실은 뇌 유래 신경영양인자(BDNF)와 같은 중요한 신경인자들의 실시간 변화를 초고감도로 감지할 수 있는 생체 전극 센서(IME biosensor) 개발에 집중하고 있습니다. 기존 기술의 한계를 넘어, 살아있는 동물의 뇌에서 자유롭게 움직이는 동안 BDNF 농도를 정확하게 측정할 수 있는 혁신적인 바이오센서 기술을 개발하여 뇌 기능 및 질환 연구의 새로운 지평을 열고 있습니다. 이 기술은 Scientific Reports와 같은 저명한 국제 학술지에 발표되어 그 우수성을 인정받았습니다.저희 연구의 핵심은 IME 바이오센서의 독자적인 설계와 표면 개질 기술에 있습니다. 이를 통해 미량의 BDNF도 정밀하게 검출할 수 있으며, 뇌 조직 내에서 장기간 안정적으로 작동할 수 있는 성능을 확보했습니다. 이러한 기술은 BDNF 외에도 다양한 신경전달물질 및 바이오마커를 모니터링할 수 있도록 확장될 가능성을 가지고 있어, 뇌과학 연구의 정밀도를 한 차원 높일 것입니다.이 바이오센서 기술은 뇌 질환의 조기 진단, 질병 진행 모니터링, 신약 개발 과정에서의 약물 효능 평가 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 역할을 수행할 수 있습니다. 특히, 뇌의 생체 신호를 실시간으로 정밀하게 측정함으로써, 뇌 질환 관련 진단 의료기기 및 치료제 개발에 있어 강력한 경쟁력을 제공할 수 있습니다. 기술 협력을 통해 뇌 질환 진단 및 치료 분야에서 시장을 선도할 수 있는 기회를 창출할 수 있습니다., 멀티모달 신경생물학 실험 및 분석 전문성: 본 연구실은 뇌 신경회로의 작용 메커니즘을 심층적으로 분석하기 위한 첨단 실험 기법 개발 및 적용에 독보적인 전문성을 가지고 있습니다. 뇌 슬라이스 이미징(칼슘, Fura-2 등 다양한 센서 활용), 2-광자 이미징과 같은 정교한 이미징 기술을 통해 신경세포와 교세포의 활성을 실시간으로 관찰합니다. 또한, 사회성 행동(3-챔버 테스트, 5회 반복 사회성 기억 테스트), 일반 행동(오픈 필드 테스트, 신기물 및 신장소 인지 테스트), 공포 관련 행동(수동회피 테스트, 맥락 공포 조건화) 등 폭넓은 행동 분석을 수행하여 뇌 기능과 행동의 상관관계를 다각도로 규명합니다.이와 더불어, 전기생리학적 패치 클램핑(배양 세포 및 급성 뇌 슬라이스), 분자생물학(클로닝, RT-PCR, 웨스턴 블롯), 성상교세포 배양 및 미세조작술, 정위 수술(마이크로다이얼리시스, 바이러스 주입), 면역조직화학(IHC), 마이크로다이얼리시스 등 다양한 실험 기법들을 능숙하게 활용합니다. 이러한 멀티모달 접근법은 단일 기술로는 파악하기 어려운 뇌 기능의 복잡성을 이해하고, 뇌 질환의 미묘한 변화를 감지하는 데 필수적입니다.본 연구실은 이러한 첨단 기술력을 바탕으로 뇌 신경회로의 구조와 기능, 그리고 질병 발생 시 변화를 정밀하게 분석할 수 있습니다. 이는 신약 후보 물질의 효능 검증, 뇌 질환 모델 개발, 새로운 치료 전략의 전임상 평가 등 다양한 연구 및 개발 단계에서 독보적인 기여를 할 수 있으며, 최첨단 뇌 연구 시설 및 전문 인력을 필요로 하는 기관과의 협력을 통해 시너지를 극대화할 수 있습니다.
학력 사항: KU-KIST 박사과정 (2016) 연세대학교 학사 (2014)
이메일: spkim@ibs.re.kr
연구자 링크: https://centers.ibs.re.kr/_prog/_personnel/index.php?&site_dvs_cd=glia_en&menu_dvs_cd=0206&mode=SP&name_pre=S&&GotoPage=2#none
중요 키워드: 바이오센서, BDNF, 뇌신경과학, 뇌질환, 전극, 글리아사이언스, 신경과학, 분자생물학, 전기생리학, 생체센서, 행동신경과학, 이미징, 미세전극, 신경회로, 뇌연구, 뇌 인지 기능 및 질환 메커니즘 규명, 본 연구실은 뇌의 인지 기능 및 교세포(Glia)의 역할 규명에 중점을 둔 신경생물학 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 뇌 신경회로의 작용 메커니즘을 심층적으로 분석하여 기억, 학습, 사회성 등 다양한 인지 행동의 신경학적 기반을 이해하고자 합니다. 이러한 연구는 뇌 기능의 근본적인 이해를 넘어, 알츠하이머병, 파킨슨병, 우울증 등 다양한 뇌 질환의 발생 원인을 밝히고 새로운 치료 전략을 모색하는 데 기여합니다.저희 연구는 최신 신경과학 기술을 접목하여 신경세포와 교세포 간의 상호작용이 뇌 기능 및 질환에 미치는 영향을 다각도로 분석합니다. 특히, 뇌 유래 신경영양인자(BDNF)와 같은 핵심 인자들의 뇌 내 작용 및 조절 메커니즘을 규명하는 데 집중하고 있으며, 교세포가 뇌 신경회로의 조절에 핵심적인 역할을 한다는 점에 주목하여 이들의 기능 이상이 뇌 질환으로 이어지는 분자 및 세포 메커니즘을 규명하고 있습니다. 본 연구실의 차별점은 단일 뉴런 수준부터 행동 수준까지 아우르는 통합적 접근 방식으로, 복잡한 뇌 질환의 병태생리를 포괄적으로 이해할 수 있는 깊이 있는 통찰을 제공한다는 점입니다.궁극적으로 본 연구는 뇌 질환의 조기 진단 및 맞춤형 치료법 개발을 위한 핵심적인 기초 지식을 제공하며, 뇌 기능 개선 및 삶의 질 향상에 기여할 수 있는 혁신적인 솔루션 개발의 초석이 될 것입니다. 이 분야에서의 협력은 치매, 우울증 등 뇌 질환 관련 신약 개발, 진단 기술 및 치료법 개발 시장에서 혁신적인 돌파구를 마련할 기회를 제공할 것입니다., 뇌 유래 신경영양인자 고감도 바이오센서 개발, 본 연구실은 뇌 유래 신경영양인자(BDNF)와 같은 중요한 신경인자들의 실시간 변화를 초고감도로 감지할 수 있는 생체 전극 센서(IME biosensor) 개발에 집중하고 있습니다. 기존 기술의 한계를 넘어, 살아있는 동물의 뇌에서 자유롭게 움직이는 동안 BDNF 농도를 정확하게 측정할 수 있는 혁신적인 바이오센서 기술을 개발하여 뇌 기능 및 질환 연구의 새로운 지평을 열고 있습니다. 이 기술은 Scientific Reports와 같은 저명한 국제 학술지에 발표되어 그 우수성을 인정받았습니다.저희 연구의 핵심은 IME 바이오센서의 독자적인 설계와 표면 개질 기술에 있습니다. 이를 통해 미량의 BDNF도 정밀하게 검출할 수 있으며, 뇌 조직 내에서 장기간 안정적으로 작동할 수 있는 성능을 확보했습니다. 이러한 기술은 BDNF 외에도 다양한 신경전달물질 및 바이오마커를 모니터링할 수 있도록 확장될 가능성을 가지고 있어, 뇌과학 연구의 정밀도를 한 차원 높일 것입니다.이 바이오센서 기술은 뇌 질환의 조기 진단, 질병 진행 모니터링, 신약 개발 과정에서의 약물 효능 평가 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 역할을 수행할 수 있습니다. 특히, 뇌의 생체 신호를 실시간으로 정밀하게 측정함으로써, 뇌 질환 관련 진단 의료기기 및 치료제 개발에 있어 강력한 경쟁력을 제공할 수 있습니다. 기술 협력을 통해 뇌 질환 진단 및 치료 분야에서 시장을 선도할 수 있는 기회를 창출할 수 있습니다., 멀티모달 신경생물학 실험 및 분석 전문성, 본 연구실은 뇌 신경회로의 작용 메커니즘을 심층적으로 분석하기 위한 첨단 실험 기법 개발 및 적용에 독보적인 전문성을 가지고 있습니다. 뇌 슬라이스 이미징(칼슘, Fura-2 등 다양한 센서 활용), 2-광자 이미징과 같은 정교한 이미징 기술을 통해 신경세포와 교세포의 활성을 실시간으로 관찰합니다. 또한, 사회성 행동(3-챔버 테스트, 5회 반복 사회성 기억 테스트), 일반 행동(오픈 필드 테스트, 신기물 및 신장소 인지 테스트), 공포 관련 행동(수동회피 테스트, 맥락 공포 조건화) 등 폭넓은 행동 분석을 수행하여 뇌 기능과 행동의 상관관계를 다각도로 규명합니다.이와 더불어, 전기생리학적 패치 클램핑(배양 세포 및 급성 뇌 슬라이스), 분자생물학(클로닝, RT-PCR, 웨스턴 블롯), 성상교세포 배양 및 미세조작술, 정위 수술(마이크로다이얼리시스, 바이러스 주입), 면역조직화학(IHC), 마이크로다이얼리시스 등 다양한 실험 기법들을 능숙하게 활용합니다. 이러한 멀티모달 접근법은 단일 기술로는 파악하기 어려운 뇌 기능의 복잡성을 이해하고, 뇌 질환의 미묘한 변화를 감지하는 데 필수적입니다.본 연구실은 이러한 첨단 기술력을 바탕으로 뇌 신경회로의 구조와 기능, 그리고 질병 발생 시 변화를 정밀하게 분석할 수 있습니다. 이는 신약 후보 물질의 효능 검증, 뇌 질환 모델 개발, 새로운 치료 전략의 전임상 평가 등 다양한 연구 및 개발 단계에서 독보적인 기여를 할 수 있으며, 최첨단 뇌 연구 시설 및 전문 인력을 필요로 하는 기관과의 협력을 통해 시너지를 극대화할 수 있습니다.