자폐·조현병 치료 가능성↑···‘어른의 뇌도 스스로 리모델링’ 세계 첫 규명

난치성 신경질환 치료 가능성을 규명한 공동연구팀의 모습. 왼쪽부터 정은지 연세대 교수·이동수 박사, 고재원 DGIST 교수, 한경아 충남대 교수. DGIST 제공

국내 연구진이 자폐·조현병 등 난치성 신경질환 치료의 가능성을 높인 연구결과를 발표했다.

대구경북과학기술원(DGIST)·연세대 연구팀은 공동연구를 통해 성인기에도 뇌의 ‘감각 검문소’가 정교하게 재구성되며, 이 과정이 고해상도 감각 인지에 필수적이라는 사실을 세계 최초로 발견했다고 24일 밝혔다.

이날 연구팀에 따르면 인간이 여러 자극 가운데 중요한 정보만을 선별해 받아들일 수 있게 하는, 일종의 필터 역할을 하는 뇌의 ‘시상망상핵’ 회로가 성인기에 접어들면서 다시 구성된다는 사실이 확인됐다.

생쥐 모델의 발달 단계를 정밀 분석한 연구에서 특정 흥분성 입력이 감소하고, 그 결과 미세한 촉감 차이를 구별하는 능력이 강화된 것으로 증명됐다. 이는 성인의 뇌가 감각 정보 처리 방식을 최적화하기 위해 회로를 재조정한 능동적 성숙 과정이라는 게 연구팀의 시각이다.

즉 성인기에도 뇌는 불필요한 감각 신호를 더 정밀하게 걸러내고, 중요한 정보만 선명하게 남기도록 회로 수준에서 ‘업그레이드’ 한다는 것이다. 연구팀은 그간 신경과학계에서는 인간 뇌의 감각처리 회로가 어린 시절에 완성돼 굳어진다는 게 지배적인 상식이었다고 전했다.

연구팀은 이 과정의 핵심 분자로 신경세포 간 흥분성 시냅스 형성과 안정성을 조절하는 특정 단백질 유전자(LRRTM3)를 지목하기도 했다. 해당 유전자를 제거한 생쥐에서는 성인기에 나타나야 할 회로의 정교화가 충분히 일어나지 않았다.

연구팀은 이번 성과가 사회 및 산업적으로도 큰 의미를 지닌다고 밝혔다. 감각정보 처리의 불균형은 자폐, ADHD(주의력결핍과잉행동장애), 조현병 등 다양한 신경정신질환의 중요한 특징이기 때문이다.

앞으로 감각·인지기능 회복을 겨냥한 치료제 개발, 회로 기반 신경조절 전략 및 디지털 치료·재활 기술 개발에도 중요한 단서를 제공할 것으로 연구팀은 기대한다. 인지기능 저하가 삶의 질과 직결되는 만큼, 성인기 이후에도 기능 회복의 가능성을 높인 것으로 평가된다.

이번 연구결과는 지난 18일 세계적 권위의 뇌과학 전문학술지 뉴런(Neuron)에 온라인 게재됐다.

연구팀 관계자는 “성인기 인간의 뇌세포와 뇌 부위가 유동적으로 변하는 원리를 완전히 해독하는 게 목표”라면서 “고령화 시대의 뇌 기능 저하를 극복하고 인류의 삶의 질을 실질적으로 개선하는 데 기여하고 싶다”고 말했다.

백경열 기자 merci@kyunghyang.com