자폐·발달장애 영향 주는 '소뇌'도 결정적 발달 시기 있다

한국서 활동하는 日 과학자 성과

야마모토 게이코 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 기능커넥토믹스연구단 책임연구원 연구팀은 소뇌 발달에 결정적 시기가 존재한다는 것을 발견했다. KIST 제공

전문가들은 흔히 언어 발달에 ‘결정적 시기’가 있다고 말한다. 아이가 어른보다 새로운 언어 습득 능력이 훨씬 뛰어나다는 점이 그런 사실을 뒷받침한다. 어릴적 미국에 몇 년 살다온 어린이가 대학생 때 미국으로 이민 가 수십년을 산 어른보다 영어를 잘하는 경우도 다반사다. 국내 연구팀이 이런 언어 발달의 결정적 시기와 마찬가지로 소뇌 발달에도 ‘결정적 시기’가 있다는 것을 밝혔다. 

야마모토 게이코 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 기능커넥토믹스연구단 책임연구원 연구팀은 소뇌 발달에 결정적 시기가 존재한다는 것을 발견했다고 18일 밝혔다. 

야마모토 연구원은 해외 우수 연구자를 유치하기 위한 '세계 수준 연구센터(WCI)' 사업을 통해 지난 2010년 한국에 왔다. 소뇌의 네트워크와 매커니즘을 주로 연구하는 소뇌 전문 연구자로 지난 2017년에도 소뇌 속 신경세포 사이에 신호전달이 유지되는 과정을 밝혔다.

소뇌는 중뇌 뒤쪽에 위치한 작은 뇌로 주로 움직임의 미세한 부분을 조정하고 새로운 동작을 학습하는 데 필수적이다. 최근에는 소뇌가 자폐증과 같은 발달 장애에 영향을 미치는 핵심 뇌 부위라는 가설이 등장하며 소뇌 발달의 결정적 시기에 지연이 생길 경우 발달 장애가 유발되는지에 대한 연구들이 이어지고 있다. 

하지만 소뇌는 결정적 시기를 갖는다는 직접적인 증거가 제시된 적이 없다. 게이코 연구원은 “다른 뇌 영역 부분은 발달 과정에서 결정적 시기가 존재한다는 것이 밝혀졌지만 소뇌는 그렇지 않았다”고 설명했다.  

소뇌 전기신호 차단과 그에 따른 지속적인 세포 퇴화 및 사멸을 보여준다. KIST 제공

연구팀은 소뇌에도 결정적 시기가 있는지 알아보기 위해 쥐를 대상으로 실험을 진행했다. 연구팀은 체적으로 개발한 바이러스를 이용해 태어난 지 8일이 지난 어린 생쥐의 소뇌로 전달되는 전기신호 일부를 차단했다. 그 결과 소뇌의 세포 일부가 퇴화하거나 죽고 세포의 배치도 달라지는 것으로 나타났다. 

연구팀은 “완전히 성체가 된 생쥐의 소뇌에 다시 전기신호를 보냈지만 소뇌 세포에 변화나 배치는 회복되지 못했다“며 “시기 적절한 전기신호 입력은 소뇌의 정상적인 발달에 필수적인 것으로 보인다”고 분석했다.

야마모토 연구원은 “향후 이 ‘결정적 시기’ 동안 일부 차단된 전기 신호가 소뇌 신경망 발달에 어떻게 영향을 주는지 발달이 저해된 소뇌는 다른 뇌 부위에 어떤 영향을 끼치는 지 등의 연구가 더 이뤄져야 한다”며 “원인이 아직 밝혀지지 않은 자폐증과 같은 복잡한 발달 장애의 유발과 진행과정에 소뇌가 어떤 역할을 하는지 큰 실마리를 얻었다”고 밝혔다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘셀 리포트’ 지난 10일자에 발표됐다. 
 

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]