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[IT뉴스]사람의 뇌 회로는 평생 ‘네 번의 변곡점’을 지난다

온카뱅크관리자

2025-11-27 09:37:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 곽노필의 미래창 9·32·66·83살에 뇌 연결 구조 재편 30대 초반에 뇌 연결망 효율 정점 
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 <img alt="사람 뇌의 첫번째 시기(0~9살)를 보여주는 뇌 MRI 영상. 케임브리지대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/27/hani/20251127093639394zfyc.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="z56dOzlwOV" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/27/hani/20251127093639394zfyc.jpg" width="658">
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 사람 뇌의 첫번째 시기(0~9살)를 보여주는 뇌 MRI 영상. 케임브리지대 제공
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 삶은 꼿꼿한 직선이나 부드러운 곡선으로 진행되지 않는다. 살아가는 동안 우리는 여러 차례의 굴곡을 경험한다. 노화도 마찬가지다. 몸은 서서히 늙는 게 아니라 세 번에 걸쳐 급격한 노화 단계를 거치는 것으로 알려져 있다. 인지 기능을 관장하는 뇌는 어떨까?
 뇌에는 서로 다른 기능을 맡는 여러 영역이 있다. 이 영역들은 백질 신경다발(white matter tracts)을 통해 정보를 주고받는다. 백질 신경다발은 뉴런(뇌 신경세포)에서 길게 뻗어나온 신경섬유, 즉 축삭(axon)들이 모여 있는 전선 다발 같은 구조다. 이 연결망이 어떻게 구성돼 있느냐에 따라 인지 기능도 달라진다. 그러나 이러한 ‘뇌 신경 연결’ 구조가 일생에 걸쳐 어떻게 변화하는지는 그동안 명확히 알려지지 않았다.
 영국 케임브리지대학 연구진이 신생아부터 90살에 이르는 3802명의 뇌 자기공명영상(MRI)을 토대로 뇌 회로가 일생 동안 어떤 변화를 겪는지 분석해 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표했다. 뇌 자기공명영상은 물 분자를 이루는 수소 원자의 흐름을 추적해 뇌의 신경 연결 구조를 파악하는 것이다. 뇌의 물 분자는 신경 섬유와 같은 방향으로 이동하는 경향이 있다.
 이에 따르면 사람의 뇌 연결 구조는 평생 다섯 단계를 거치며, 새로운 단계로 넘어갈 때마다 뇌 연결 구조를 재구성하는 네 번의 변곡점(성장, 성숙, 노화, 쇠퇴)을 맞는다. 전환이 일어나는 시기는 9살, 32살, 66살, 83살 무렵이다.
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 뇌의 청소년기는 9살부터 20년 지속
 첫번째 단계(출생~9살)는 뇌 연결망을 구축하는 기간이다. 이 단계에선 뇌 영역 간을 잇는 백질 신경다발이 더 길어지거나 복잡해지는 경향이 나타난다. 이는 뇌의 효율을 떨어뜨리는 쪽으로 작용한다. 연구진은 “이 시기에는 정보가 뇌 영역 사이를 이동하는 데 시간이 더 오래 걸린다”고 밝혔다.
 그러다 성장하면서 다양한 경험을 하게 되면, 사용하지 않는 연결은 점차 사라지고 실제로 필요한 것만 남게 된다. 연구를 주도한 알렉사 무즐리 연구원은 “뇌는 효율성이 떨어지는 걸 감수하고서라도, 피아노를 배우는 것 같은 다양한 학습에 도움이 되도록 가능한 한 많은 종류의 연결을 만들어 두는 것 같다”고 말했다.
 반면 두번째 단계(9~32살)에선 정반대 현상이 나타난다. 뇌의 회로가 더 짧아지면서 정보가 한 영역에서 다른 영역으로 전달되는 시간이 단축된다. 한마디로 뇌의 효율이 높아진다. 연구진은 사춘기가 시작되면서 일어나는 호르몬 변화의 영향일 것으로 추정했다. 이런 변화는 계획이나 의사결정 능력, 기억력 같은 인지기능 향상으로 이어진다. 우리 몸의 사춘기는 짧지만 뇌의 청소년기는 20년 이상 지속돼 30대 초반에 정점을 찍는다.
 다음 단계인 성숙기는 32살부터 66살까지다. 뇌의 일생에서 가장 긴 구간이다. 연구진은 “이 단계에서도 뇌는 여전히 변화하고는 있지만 그 정도는 훨씬 약하다”고 밝혔다. 일종의 정체기다. 이 단계에선 뇌 영역 간 연결망의 효율이 서서히 떨어지기 시작한다.
 그러나 변화를 초래하는 요인이 무엇인지는 아직 알 수 없다. 연구진은 사람들이 30대가 결혼, 승진 등 인생에서 주요한 변곡점을 맞는 시기라는 점과 연관이 있을 수 있다고 밝혔다. 연구에 참여하지 않은 카티야 루비아 킹스칼리지런던 교수(인지신경학)는 나이가 들면서 일어나는 자연스런 현상일 수도 있다고 말했다. 
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 인생 전반에 걸쳐 변화하는 뇌 연결 구조의 다섯 단계. 케임브리지대 제공
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 60대 중반부터 약해지는 뇌 신경 연결망
 네번째 단계인 66~83살은 노화가 시작되는 기간이다. 백질이 퇴화하기 시작하면서 뇌 신경 전반의 연결성도 더 약해진다. 특히 같은 뇌 영역의 뉴런 간 연결은 상대적으로 안정적이지만 서로 다른 영역의 뉴런 간 연결은 큰 변화를 겪는다. 영역별로 모듈화하는 경향을 보인다. 연구진은 평균적으로 66살을 전후해 뇌 연결구조에 뚜렷한 변화가 나타난다고 밝혔다. 연구진은 “이 시기는 치매를 포함해 전반적으로 건강 문제가 발생할 위험이 커지는 때라는 점을 고려할 때 흥미로운 현상”이라고 설명했다.
 마지막 단계인 83~90살은 노화가 진행돼 본격적으로 기능이 쇠퇴하는 기간이다. 이 단계선 뇌 영역 간 직접 연결이 약해지고, 교차로처럼 허브 역할을 하는 특정 부위를 거쳐서 정보가 전달되는 경우가 많아진다.
 연구진은 이러한 뇌 변화 흐름을 이해하면 정신 건강 문제가 왜 보통 25살 이전에 발생하는지, 그리고 왜 65살이 넘으면 치매에 걸릴 위험이 특히 높아지는지를 이해하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 기대했다.
 연구에 참여하지 않은 미국 미네소타대 릭 베첼 교수(신경과학)는 “흥미로운 연구 결과”라며 “그러나 결론을 뒷받침하려면 더 많은 데이터가 필요하다”고 말했다.
 *논문 정보
 Topological turning points across the human lifespan. Nat Commun(2025).
 https://doi.org/10.1038/s41467-025-65974-8
 곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr
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