제각각인 신경세포 데이터 한 번에 분석한다…오픈소스 개발

5개사 측정 데이터 동일 기준으로 처리

일반 노트북서 5~20초 만에 분석

국가독성과학연구소(KIT) 동물대체연구센터 박순현 센터장 연구팀은 순천향대학교·성균관대학교·부산대학교와 함께 다중전극칩(MEA) 데이터 분석 도구 ‘CASCADE(캐스케이드)’를 개발했다고 9일 밝혔다. ⓒ국가독성과학연구소

제조사가 다른 장비에서 측정한 신경세포 데이터를 하나의 기준으로 분석할 수 있는 오픈소스 도구가 개발됐다.

국가독성과학연구소(KIT) 동물대체연구센터 박순현 센터장 연구팀은 순천향대학교·성균관대학교·부산대학교와 함께 다중전극칩(MEA) 데이터 분석 도구 ‘CASCADE(캐스케이드)’를 개발했다고 9일 밝혔다.

다중전극칩은 배양 신경세포나 뇌 오가노이드의 전기신호를 측정하는 장비다. 신경독성 평가 등에 활용되지만 제조사마다 데이터 형식과 분석 방식이 달라 직접 비교하기 어려웠다.

CASCADE는 서로 다른 5개 제조사의 데이터를 동일한 방식으로 처리한다. 스파이크와 발화율, 네트워크 활성 등 신경망 상태를 한 번에 분석할 수 있다.

연구팀은 5개 제조사의 실측 데이터 6개를 활용해 성능을 검증했다. 장비와 파일 형식이 달라도 동일한 기준으로 임계성값을 산출할 수 있었다. 일반 노트북에서는 전체 분석에 약 5~20초가 걸렸고 8.6GB 데이터도 최대 352MB의 메모리로 처리했다.

이번 기술은 동물대체 신경독성 평가의 재현성과 신뢰성을 높이고 의약품·화학물질의 신경계 부작용 평가 등에 활용될 것으로 기대된다. 소스코드와 검증 데이터는 GitHub와 PyPI, Zenodo를 통해 무료로 공개됐다.

연구 결과는 생명정보학 분야 국제학술지 ‘바이오인포매틱스(Bioinformatics)’에 지난 7월 29일 게재됐다.

박순현 KIT 동물대체연구센터장은 “신경세포의 신호를 어떤 장비로 측정하더라도 같은 기준으로 분석해야 과학적인 비교가 가능하다”고 말했다.