한국헬스경제신문 김기석 기자 |

인간의 뇌 발달과 인지 능력은 평생 5번의 뚜렷한 발달·노화 단계를 거치며, 다음 단계로 넘어가는 평균 나이는 9·32·66·83세라는 연구 결과가 나왔다.

영국 케임브리지대 연구진은 최근 이런 연구 결과를 과학 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 게재했다.

‘인간 생애 동안의 위상적 전환점들’이라는 논문에서 제1저자 겸 교신저자 알렉사 모즐리 등 공저자 4명은 0세에서 90세에 이르는 사람 4천216명의 뇌에 대해 자기공명영상(MRI) 데이터를 분석해 이런 결론을 내렸다.

뇌에는 척수 등 중추신경계의 신경섬유 다발인 백질(白質·white matter)이 있다. 연구진은 백질을 관찰해 물리적 연결과 그 상태 변화를 추적해서, 연령별로 1년 단위로 평균적 뇌의 모습을 구성했다.

이를 바탕으로 수학의 ‘그래프 이론’에서 다루는 특성 지표 중 12가지를 골라 연령에 따른 평균적 뇌의 연결상태 변화를 분석했더니 뇌 안의 연결 패턴이 평균 9, 32, 66, 83세에 변화를 겪는다는 점을 확인했다. 다만 개인 차는 컸다.

뇌의 아동기 발달 기간은 평균적으로 약 9세까지 지속된다. 이 시기에 뇌의 크기는 커진다.

하지만 신생아의 뇌는 많은 ‘과잉 배선’을 가지고 있으며, 사용하지 않거나 효율이 낮은 연결들은 뇌가 ‘가지 치기’를 해버린다.

9세 즈음부터 시작되는 뇌의 ‘청소년기’는 약 32세까지 지속된다. 이 시기는 뇌 연결 효율성이 높아지며, 뇌 영역 간의 통신 능력이 향상돼 인지 능력이 급격히 발달한다. 32세는 생애에서 가장 큰 구조적 변화가 일어나는 시점이다.

32세부터 초기 노화가 시작되는 66세까지의 ‘성인기’는 안정된 기간이다. 이 시기에는 뇌 영역들이 서로 고립되는 경향이 강해지며, 뇌의 연결 구조가 고착화된다. 인지·사회적 기능이 정점에 달한다.

뇌의 ‘초기 노화’ 기간은 약 66세부터 83세까지다. 일부 뇌 영역 사이에는 결속이 강해져 ‘모듈’이라는 단위로 묶이게 되지만, 다른 모듈과의 연결은 퇴화하기 시작하고 백질 변성도 시작된다. 이에 따라 인지 능력이 저하하는 경우가 많다.

약 83세부터 시작되는 ‘후기 노화’ 단계에는 뇌 영역 간의 연결이 쪼그라든다. 뇌가 판단을 내릴 때 전체를 종합적으로 쓰는 것이 아니라 개별 영역과 사용 빈도가 높은 소수의 영역 간 경로에만 의존하는 경우가 많아진다.

이 연구는 특정 연령대에 뇌 관련 특정 질환이 발생하는 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있다는 게 논문 저자들의 설명이다.

예를 들어 대부분의 자폐 진단은 아동기에 이뤄지며, 정신병 사례의 약 4분의 3은 20대 초나 그 전에 시작되고, 알츠하이머병은 일반적으로 초기 노화 단계에서 나타난다