성인기에도 뇌가 멈추지 않고 스스로를 정밀하게 조율한다는 사실이 국내 의료진에 의해 규명됐다. 해당 연구는 국제학술지 Neuron의 4월 표지 논문에 선정됐다. 

연세대학교 생명공학과 정은지 교수 연구팀(제1 저자 이동수 박사)은 뇌 시상부의 시상망상핵(TRN)이 성인기에도 지속적으로 재구성된다는 원리를 밝혀 표지 논문으로 선정됐다.  

뇌 발달의 대부분은 생애 초기, 특히 어린 시절에 이뤄지고 이후에는 큰 변화 없이 유지된다는 것이 오랫동안 신경과학계의 정설로 여겨졌다.

이에 따라 감각 처리와 기본적인 인지 기능 역시 청소년기에 이르면 이미 성숙 단계에 도달해, 성인기와 큰 차이가 없을 것으로 봤다.

하지만 최근 이와는 다른 사실이 밝혀졌다. 성인기에 이르면서 뇌는 다시 회로를 재조정하며, 청소년기와 비교해 감각 정보 처리에서 극명한 수준의 정밀도 차이를 보인다는 것이다.

이를 위해 연구팀은 생쥐 모델을 통해 청소년기와 성인기의 감각 회로를 직접 비교 분석했다.

그 결과, 성인기에는 감각 회로가 재구성되며 미세한 정보의 차이까지 구별할 수 있는 정밀한 감각 처리 능력이 뚜렷하게 강화되는 것으로 나타났다.

이는 단순한 경험 축적이 아니라, 불필요한 노이즈를 제거하기 위한 회로 수준의 능동적 재설계 과정이다.

연구팀이 제시한 표지 이미지는 이러한 차이를 직관적으로 보여준다. 청소년기의 뇌 역시 주변 환경의 전반적인 형태와 주요 정보는 충분히 인지한다.

그러나 성인기의 뇌는 그 위에 더해 질감, 경계, 미세한 변화와 같은 세부 정보까지 선명하게 분리하고 해석할 수 있는 높은 정밀도를 갖는다.

같은 환경을 보더라도 성인은 더 높은 해상도로 정보를 처리한다는 것이다. 이러한 변화의 핵심에는 두 가지 억제 시스템, 즉 ‘dual GABA’ 메커니즘이 작용한다.

빠르게 강한 억제를 유도하는 synaptic GABA는 ‘큰 나사’처럼 회로를 고정하는 역할을 하며, tonic GABA는 입력 신호의 시간적 통합을 조절하는 ‘미세 조정 나사’로 작동한다.

성인기에는 synaptic GABA에 의한 강한 억제가 일부 완화되면서 tonic GABA의 미세 조정 기능이 활성화되고, 그 결과 감각 정보가 더 정밀하게 조율된다.

이런 변화가 청소년기와 성인기 사이의 극명한 감각 처리 격차를 만들어내는 핵심 기전으로 작용한다.

연구팀은 “자폐 스펙트럼 장애, ADHD, 조현병 등 감각 처리 이상을 동반하는 신경정신질환을 회로 수준에서 이해할 수 있는 새로운 관점을 제시한다”고 의미를 전했다.

이어 “감각 기능 회복을 위한 신경 조절 기술 및 디지털 치료제 개발에도 중요한 기반이 될 것”이라고 강조했다.