대뇌피질 최하부 신경세포 규명…정신질환 이해 열쇠 찾았다

뇌의 가장 깊은 층에서 인지 기능을 조절하는 신경세포의 정체가 확인됐다. 게티이미지뱅크 제공

뇌의 가장 깊은 층에서 인지 기능을 조절하는 신경세포의 정체가 처음으로 명확히 밝혀졌다. 자폐증이나 조현병 같은 정신질환의 원인을 이해하고 새로운 치료법 개발로 이어질 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다.

한국뇌연구원은 김주현 선임연구원과 솔랑주 브라운 미국 존스홉킨스 의대 교수 공동연구팀이 대뇌피질 최하부의 신경세포 구조와 기능을 규명했다고 2일 밝혔다.

대뇌피질은 기억·사고·감정 등 고차원적 인지 기능을 담당하는 뇌의 핵심 부위다. 6개의 층으로 이루어져 있으며 태아 시기부터 발달한다. 가장 먼저 만들어지는 세포는 ‘서브플레이트 뉴런(SPN·subplate neuron)’이다. 서브플레이트 뉴런은 다른 신경세포가 제자리를 찾아 이동하고 피질이 층을 이루는 데 중요한 역할을 한다. 출생 후에는 대부분 사라지는 것으로 오랫동안 여겨졌다.

연구팀은 유전자 변형 마우스와 분자마커 표지법을 이용해 대뇌피질 가장 아래 층, 이른바 ‘6b층(L6b)’에 남아 있는 신경세포들을 정밀 관찰했다. 

그 결과 태아기에 형성된 서브플레이트 뉴런이 성인이 된 이후에도 살아남아 있다는 사실을 확인했다. 서브플레이트 뉴런은 또 피질의 가장 아래에 있으면서도 위쪽 여러 층과 연결돼 신호를 주고받고 심지어 서로 다른 감각 정보를 처리하는 인접 영역에도 신호를 전달해 복합적인 정보 처리를 돕는다는 사실이 확인됐다.

김주현 연구원은 “이번 연구로 대뇌피질 신경망의 이해가 한층 깊어졌다”며 “자폐증이나 정신분열증(조현병) 환자의 뇌에서 관찰되는 서브플레이트 뉴런 관련 이상을 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 수 있다”고 말했다. 실제로 정신질환 환자의 뇌에서는 서브플레이트 뉴런으로 추정되는 세포의 수와 분포가 정상과 달라 신경망 균형에 영향을 줄 가능성이 제기돼 왔다.

연구팀은 이번 결과가 정신질환의 발병 메커니즘을 밝히고 치료 표적을 찾는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.  연구 결과는 국제학술지 '셀 리포츠' 최신호에 실렸다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116167

[박정연 기자 hesse@donga.com]