'감각을 분석하는 뇌'의 비밀에 한발짝

대뇌피질 속 후두정피질의 신호체계 파악
대뇌의 의사결정 뇌지도 구축에 한발짝 더

후두정피질로부터 유입/유출 신호의 정량적분석(후두정 피질 내 세부 부위 간 신호강도. 초록형광물질이 많을수록 신호전달이 강함)

[아시아경제 황준호 기자] 우리 몸의 뇌에서 시각 정보나 감각 정보를 종합 분석하는 역할을 담당하는 후두정 피질과 다른 뇌 영역 사이에서 신호를 주고 받는 과정이 밝혀졌다. 연구진은 향후 후두정피질의 주요 기능과 구조를 밝힐 기반이 되는 연구로 평가하며, 향후 조현병 등 뇌 질환 등을 치료하는데 기여할 수 있을 것으로 예상했다.

한국뇌연구원은 라종철 대뇌피질융합연구사업단 박사, 손숙진 연구원과 미국 그레이스의학연구소의 오승욱 박사의 공동 연구팀이 후두정 피질과 다른 뇌 영역 사이 상호 신경회로 체계를 발견했다고 22일 밝혔다. 연구 결과는 뇌 피질 발달, 기능 등을 소개하는 신경과학 분야의 국제 저명 학술지 대뇌피질(Cerebral Cortex)에 실렸다.

후두정피질의 신경회로 파악

후두정피질과 다른 뇌영역(동일피질 및 시상) 간 상호 연결세기(화살 두께는 연결강도 의미)

후두정피질은 두정엽의 일부로 뇌 뒤쪽 정수리 위치하는 뇌 부위다. 시각·공간적 추론, 의사결정 판단 등 고위뇌인지 기능에 관여한다. 대뇌피질은 지각 정보, 계획, 감정, 기억, 언어 등을 포함한 인간 뇌의 최고위 기능을 담당하고 있다. 대뇌피질 내 위치한 후두정피질은 시각, 촉각 등의 감각 정보가 융합돼 감각을 해석하고 판단하는 기능을 담당하고 있다.

연구진은 미국 앨런 뇌과학연구소에서 공개한 쥐의 생물정보 공개 데이터를 통해 쥐의 후두정피질에 대한 분석에 들어갔다. 후두정피질에서부터 순행방향(유출) 신호를 재분석하고 200여 개의 다른 뇌영역의 순행방향 데이터를 역으로 분석해 후두정피질로의 유입신호를 역으로 추론했다. 이를 통해 후두정 피질의 유입과 유출 관련 포괄적 신호를 뇌 전체에서 조사했다. 또 후두정피질 내 하부영역들별 다른 뇌 영역 간 연결강도를 계량하고 분석하기도 했다.

이를 통해 지각 기반의 의사결정시 후두정피질 내 하부영역별 상호 신호 강도가 상이하다는 것을 발견했다. 이는 시각, 촉각 등 감각정보 기반의 의사결정시 감각의 종류마다 후두정피질 내 영역 중요도가 다르다는 점을 해부학적으로 입증한 결과다. 연구팀은 후두정피질의 주요 기능과 구조를 연구하는 초석을 마련했다고 평가했다.

조현병 등 뇌 기능 이상 질환 치료에 기여

손숙진 제1저자(왼쪽부터), 라종철 교신저자, 최준호 공동저자

이번 논문의 교신저자인 라종철 책임연구원은 "후두정피질 연구는 대뇌피질의 주요 기능의 하나인 감각정보의 통합 처리나 판단과 운동 계획 등의 고등 인지 기능 이해를 위한 필수 연구"라며 "후두정피질 회로의 이해는 나아가 단기기억 손상 등의 증상을 가진 조현병 등의 뇌 기능 이상 질환, 시각 등 감각장애의 근본적 대책을 제시할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

한국뇌연구원 대뇌피질융합사업연구단은 2016년 후두정 피질을 통한 의사결정 비밀과 단기기억을 풀어내기 위해 발족됐다. 2026년까지 기능성 정밀 뇌지도 확립을 목표로 후두정 피질을 회로 수준으로 분류하고, 이들간 연결체 특성을 분석할 수 있는 기반을 마련하는 것을 목표로 하고 있다.