생애 주기에 따른 뇌의 기능적 연결성 진화 패턴 분석 진행

생애 주기에 따른 뇌의 기능적 연결성 진화 패턴 분석 진행: 최재백 / 기사승인 : 2025-05-10 00:02:19

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▲ 인간의 일생에 걸쳐 뇌의 기능적 연결성이 어떻게 변하는지에 대해 새로운 통찰을 제시한 대규모 연구 결과가 나왔다. (사진=DB)

[mdtoday=최재백 기자] 인간의 일생에 걸쳐 뇌의 기능적 연결성이 어떻게 변하는지에 대해 새로운 통찰을 제시한 대규모 연구 결과가 ‘네이처 신경과학(Nature Neuroscience)’에 실렸다.

베이징사범대학(Beijing Normal University)의 연구팀은 뇌의 진화 패턴을 파헤침으로써 다양한 인지 질환 및 신경정신과 질환에 관한 향후 연구에 도움을 줄 수 있다고 전했다.

출생부터 사망 직전까지 인간의 뇌는 물리적 조직, 즉 구조적 연결성과 서로 다른 영역 간 조화, 즉 구조적 연결성 측면에서 크게 변하고 진화하는 것으로 알려져 있다.

시간에 따른 뇌의 진화를 이해하고 추적하는 것은 정신과 질환이 생기거나 노화에 따른 인지 저하를 경험하는 사람들의 뇌에 어떤 차이가 있는지를 보여주므로 중요한 의미가 있다.

연구팀은 전 세계 132개 지역으로부터 월경 후 연령(Postmenstrual age) 32주 나이부터 80세까지의 참여자 3만3250명의 기능적/구조적 자기공명영상(MRI) 데이터를 모았다.

그들은 ‘Human Connectome Project(HCP)’, ‘developing Human Connectome Project(오쳬)’와 같은 대규모 프로젝트의 일환으로 전 세계 여러 나라에서 수집된 수만 명의 뇌 영상 데이터를 포함한 데이터셋을 구성했다.

그들은 거대한 데이터셋을 분석함으로써 뇌 기능 연결망의 발달 과정에서 핵심적인 차이를 밝혀냈으며, 인간의 생애 주기 중 뇌의 서로 다른 부위들이 더 강하게 연결되고 더 다양한 연결 양상을 보이는 시점도 규명했다고 설명했다.

연구팀에 따르면 뇌의 여러 부위 간 연결 강도와 다양성은 청년기와 중년 초기에 정점에 이른다.

연구원들은 전역 연결망(Global connectome)의 평균과 분산에 대한 비선형 성장 곡선에서 중요한 전환점(Inflection point)이 인생의 30대 후반과 20대 후반에 정점을 찍었다고 전했다.

그들은 생애 전반에 걸친 정밀하고 세밀한 수준의 시스템 단위 뇌 아틀라스를 구축하여, 서로 다른 뇌 시스템 내에서의 기능적 분화가 이루어지는 고유한 성숙 타임라인을 제시했다고 말했다.

이때 뇌 영역 간 연결성의 성장은 시공간 피질 축(Spatiotemporal cortical axis)을 따라 조직되어 있으며, 일차감각운동 영역에서 고차 연합 영역으로 전이됐다.

연구팀이 수행한 분석은 기능적 분화가 발생하는 생애 주기상의 시점들을 강조하는 뇌 아틀라스 제작으로 이어졌고, 이러한 지도들은 영아기, 아동기, 그리고 청소년기에 일어나는 주요 전환 시점을 구체적으로 짚으며 중요한 기술의 습득이나 인지 능력의 변화와 밀접한 관련을 보였다.

이번 연구를 통해 생애 주기에 따른 뇌의 기능적 연결망 진화에 대해 이해함으로써 개인의 발달, 노화, 신경정신질환에서의 변이를 정량화할 수 있을 것으로 기대된다