“어른의 뇌도 스스로 리모델링한다”…성인기 ‘감각검문소’ 업그레이드 원리 세계 최초 규명

청소년기 이후에도 뇌는 성장한다…DGIST-연세대 공동 연구 성과

성인기 ‘감각검문소’ 업그레이드 원리 세계 최초로 규명한 정은지 연세대 교수·이동수 박사, 고재원 DGIST 교수, 한경아 충남대 교수.(왼쪽부터) DGIST 제공

대구=박천학 기자

성인기에도 뇌가 스스로 회로를 리모델링하며 감각인지의 정밀도를 높여간다는 연구결과가 발표됐다.

고재원 DGIST 뇌과학과 시냅스다양성 및 특이성조절연구센터 교수팀과 정은지 연세대 생명공학과 교수팀은 공동 연구를 통해 성인기에도 뇌의 ‘감각검문소’가 정교하게 재구성되며 이 과정이 고해상도 감각인지에 필수적이라는 사실을 세계 최초로 규명했다고 24일 밝혔다.

이 연구는 뇌 회로의 성숙이 청소년기를 넘어 성인기까지 이어진다는 새로운 패러다임을 제시한 것으로 세계적 권위의 뇌과학 전문 학술지 뉴런(Neuron)에 온라인 게재됐다.

연구 결과에 따르면 성인기에 접어들면서 뇌 시상부에 위치한 시상망상핵(TRN)으로 들어오는 특정 흥분성 입력이 감소하고, 그 결과 미세한 촉감 차이를 구별하는 능력이 강화됐다.

연구팀은 이 변화가 단순한 경험의 축적이 아니라 성인 뇌가 감각 정보 처리 방식을 최적화하기 위해 회로를 다시 조정하는 능동적 성숙 과정이라고 제시했다. 즉, 성인기에도 뇌는 불필요한 감각 신호를 더 정밀하게 걸러내고 중요한 정보만 선명하게 남기도록 회로 수준에서 ‘업그레이드’한다는 것이다.

연구팀은 이 과정의 핵심 분자로 시냅스 접착 단백질 ‘LRRTM’을 지목했다. TRN에 특이적으로 많이 분포하는 LRRTM3는 신경세포 간 연결을 정교하게 조절해 뇌가 성인용 고해상도 감각인지 모드로 전환하도록 돕는다.

연구팀은 “이 연구 성과는 감각인지 장애를 개인의 성향이나 행동 문제로만 보지 않고 감각검문소(TRN) 회로의 성인기 성숙·조절 메커니즘이라는 관점에서 이해할 수 있는 과학적 기반을 제공했다”며 “성인기 뇌 가소성의 존재를 구체적으로 제시함으로써 향후 감각인지 기능 회복을 겨냥한 치료 표적 발굴, 회로기반 신경조절 전략, 디지털 치료 및 재활 기술 개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다”고 말했다.

아울러 “고령화 사회에서 감각·인지기능 저하가 삶의 질과 직결되는 만큼, 성인기 이후에도 기능회복의 가능성을 넓혔다는 점에서 파급력이 크다”고 덧붙였다.

이 연구는 고 교수팀과 정 교수팀이 각자의 전문성을 결합해 이뤄낸 학제 간 공동 연구 성과로 이동수 박사(연세대)와 한경아 충남대 교수(전 DGIST 뇌과학과 연구교수)가 공동 제1저자로 참여해 연구를 주도했다.

이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 주관 리더연구사업, 삼성미래기술육성사업, 중견연구사업, 세종펠로우십의 지원으로 수행됐다.

박천학 기자