새로운 뇌지도 통해 97개의 새로운 뇌 영역 존재 드러나

새로운 뇌지도 통해 97개의 새로운 뇌 영역 존재 드러나

뉴시스 | 유세진 | 입력 2016.07.21. 10:38

【워싱턴=AP/뉴시스】유세진 기자 = 인간 뇌의 신경세포들은 시냅스라고 불리는 연결체를 통해 서로 메시지를 보냄으로써 의사소통을 하고 있으며, 이러한 연결에 문제가 발생할 때 알츠하이머나 간질과 같은 질환과 관련이 있는 것으로 알려져있다.

미 예일 대학 연구진이 살아 있는 뇌의 이 시냅스를 촬영할 수 있는 새로운 기술을 개발해냈다고 20일(현지시간) 보고했다.

PET 스캔(양전자방출 단층촬영)을 이용한 이 기술은 아직은 실험 단계이긴 하지만 언젠가는 많이 발생하고 있는 뇌질환 환자들의 시냅스 기능을 관찰할 수 있게 될 가능성을 보여주고 있다.

【 AP/뉴시스】미국 예일대 연구팀은 20일(현지시간) 학회지에 발표한 논문을 통해 살아있는 뇌의 시냅스를 촬영하는데 성공했다고 보고했다. 사진은 연구팀이 개발한 기술로 살아있는 뇌를 다양한 각도에서 찍은 사진. 2016.07.21

【서울=뉴시스】최첨단 스캔 기술과 컴퓨터를 통한 인공지능(AI)을 이용해 작성된 새로운 뇌지도를 통해 인간의 뇌에 이제까지 알려지지 않았던 97개의 영역이 존재하고 있음이 밝혀졌다. 인간의 뇌에는 각기 다른 기능을 담당하는 많은 영역들이 존재하는데 이제까지는 83개의 영역만이 밝혀졌었다. 이번에 97개의 영역이 새로 발견되면서 뇌 영역의 수는 2배가 넘는 180개로 크게 늘어났다. 새로 작성된 인간의 뇌지도 모습. <사진 출처 : 사이언스> 2016.7.21

건강한 인간의 뇌는 수 조 개의 시냅스들을 갖는데 그 숫자는 나이가 듦에 따라 변화한다.

어릴 때 뇌는 뇌의 각 부분에 적절한 숫자의 시냅스가 존재하도록 뉴런 사이의 많은 시냅스들을 제거하는데 이 과정에서 이상이 생기면 자폐증이나 정신분열증 같은 질환을 발생시키게 된다. 시냅스 밀도의 변화는 간질 발병의 신호가 되기도 하고 나이가 들어 시냅스가 줄어들면 알츠하이머병을 초래하기도 한다.

그러나 시냅스를 측정하기 위해서는 부검이 필요하다. 간혹 뇌수술 도중 시냅스 측정이 이뤄지기도 한다.

예일 대학 연구팀은 트레이서(인체 내부 관찰에 이용되는 방사성 화합물)를 인체 내에 주입해 뇌의 시냅스에서 발견되는 특정 단백질과 결합하게 한 뒤 PET 스캔으로 시냅스를 측정할 수 있는 기술을 개발했다. 트레이서와 결합한 시냅스는 밝게 빛을 내는 반면 시냅스가 없는 부분은 어둡게 나타나는 것을 이용해 시냅스의 수를 측정하는 것이다.

동물 실험을 통해 트레이서가 시냅스와 결합하는 것이 확인됐다.

연구팀은 10명의 건강한 자원봉사자와 간질 증세를 보이는 3명의 환자의 뇌 속 시냅스 밀도를 보여주는 뇌지도를 만들었다. 그 결과 건강한 사람의 뇌에 비해 간질 환자들의 뇌에서는 간질과 연관된 뇌 영역에서 시냅스 숫자가 줄어든 것이 밝혀졌다고 연구팀은 20일 '사이언스 중개의학'(Science Translational Medicine) 저널에 게재된 연구 결과에서 밝혔다.

미 국립보건원(NIH) 임상센터의 피터 허스코비치 박사는 "이 같은 연구는 건강한 뇌뿐만 아니라 몇몇 신경정신병 질환을 앓는 환자들의 뇌를 연구하는데 있어 획기적인 돌파구가 될 수 있다"고 말했다.

연구를 주도한 예일 대학의 리처드 카슨 교수는 "트레이서가 인체 내에서 매우 빠른 속도로 소멸되기 때문에 트레이서가 뇌 속에 좀더 오래 머물 수 있게 하기 위한 더 많은 연구가 필요하다"면서도 "이 기술이 인간의 뇌 연구에 매우 유용한 틀이 될 수 있다"고 말했다.

한편 워싱턴 대학 의대의 매튜 글래서 신경의학자는 최첨단 스캔 기술과 컴퓨터를 통한 인공지능(AI)을 이용해 새로운 뇌지도 작성에 성공했는데 이를 통해 이제까지 알려지지 않았던 97개의 뇌 영역이 존재하는 것이 새롭게 발견됐다.

과학자들은 이 새로운 뇌지도를 통해 인간 뇌에 대한 이해가 크게 진보할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

인간의 뇌에 여러 영역이 존재한다는 것은 1860년대 프랑스의 피에르 폴 브로카에 의해 말하기를 담당하는 영역이 대뇌 피질에 존재한다는 사실이 처음 알려진 이후 많은 연구를 통해 지금까지 83개의 각기 다른 기능을 담당하는 뇌 영역이 존재한다는 것이 밝혀졌다.

그러나 이번에 이제까지 알려지지 않았던 97개의 새로운 영역이 업데이트된 뇌지도 작성을 통해 드러나면서 뇌 영역의 수는 2배 이상인 180개로 늘어나게 됐다.

dbtpwls@newsis.com