영국 케임브리지대 덩컨 애슬 신경정보학 교수는 지난달 네이처 커뮤니케이션스 학술지에 발표한 연구에서 인간 뇌 속의 연결 패턴이 평균적으로 9살, 32살, 66살, 83살에 달라진다고 밝혔다.
이번 연구는 왜 특정 연령대에 뇌 관련 질환이 나타나는지를 설명하는 데 도움을 줄 수 있으며 건강한 노화를 위해 어떤 노력을 해야 하는 지를 밝히는데 도움이 될 수 있다.
연구진은 미국과 영국의 신생아부터 90대 노인까지를 대상으로 이뤄진 약 4000건의 뇌 스캔 결과를 분석해 뇌의 여러 영역들을 연결하는 신경섬유를 절연하는 백질이 나이를 먹어가는데 따라 달라지는 상황을 추적했다.
이를 통해 생애 각 연령별 “평균 뇌”를 만든 다음 각각에 대해 12가지의 특성이 어떻게 변화했는지를 추적해 의미 있는 변화가 나타나는 시점을 짚어냈다.
연구자들은 뇌의 아동기 발달 단계가 출생부터 9살까지 이어진다고 판단했다.
이 시기 동안 뇌는 커지지만 태어날 때부터 가지고 있던 연결들 가운데 사용되지 않거나 효율적이지 않은 연결들은 가지치기하듯 제거된다.
9살부터 뇌는 청소년기에 들어서며 이 단계가 32살까지 지속된다.
애슬은 “‘뇌는 언제 성숙해지나요? 언제 성인이 되나요?’라는 질문에 대한 답이 처음 제시된 것”이라고 말했다.
이 단계 동안 뇌의 배선은 더 효율적으로 바뀌고, 뇌 영역들 사이뿐만 아니라 각 영역 내부에서도 강하고 빠른 소통이 이루어진다.
32부터 66살까지 뇌는 성인기에 머문다.
이 시기는 지능과 성격이 정체 상태에 이르는 시기지만 뇌의 각 영역 사이의 분리가 강화된다.
66살부터 83살까지는 초기 노화 단계로 뇌 속의 여러 ‘모듈’들 사이의 연결성이 약화된다. 단 모듈 내부의 연결성은 오히려 강화된다. 이 시기 백질이 차츰 퇴화하면서 인지 기능이 일부 약해진다.
83살 이후 후기 노화단계에서는 뇌의 각 영역들 사이의 연결이 더 약해지며 많이 사용되는 영역에 대한 의존이 커진다.
한편 뇌가 성장 단계에서 영역들 사이의 연결이 달라지는 현상이 정신건강 문제나 신경학적 문제와 연결되는 지도 관심을 끈다.
예컨대 발달장애는 대부분 어린 시절에 발생하며 정신건강 질환의 최대 75%가 20대 초반에 시작되고 알츠하이머병은 초기 노화 단계에 발현하는 것이 보통이다.
애슬은 심혈관 건강, 사회적 연결성, 운동이 모두 긍정적인 인지 건강 결과와 연관돼 있으며, 이런 요소들이 인생 후반에 일어나는 재배선 과정에도 역할을 할 가능성이 있다고 말했다.
이번 연구에 참여하지 않은 카티야 루비아 킹스칼리지 런던 인지신경과학 교수는 변화가 일어나는 시점에는 개인차가 여전히 클 수 있다면서 “생일을 맞아 갑자기 83살이 되는 순간을 모두가 걱정해야 한다는 뜻은 아니다”라고 말했다.
