대뇌피질 최하부 신경세포 규명…정신질환 발병과 연관 있나

작성일 09-02

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 한국뇌연구원 등 공동연구팀, 대뇌피질 가장 아래 미지의 층 규명 
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 [아이뉴스24 정종오 기자] 한국뇌연구원 등 공동연구팀이 대뇌피질 가장 아래 미지의 층을 규명하면서 정신질환 발병 비밀에 접근했다.
 한국뇌연구원(원장 서판길)은 정서·인지질환 연구그룹 김주현 선임연구원과 존스홉킨스 의대 브라운(Solange Brown) 교수의 공동연구팀이 뇌 속 인지기능을 조절하는 대뇌피질 가장 아래 미지의 층을 규명했다고 2일 발표했다.
 우리 뇌에서 고차원적 인지 기능을 담당하는 대뇌피질은 태아 발생 단계에 형성된다. 이 과정에서 가장 먼저 만들어지는 신경세포가 SPN(subplate neuron)이다.
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 <img alt="이번 연구를 통해 밝혀진 대뇌피질의 마지막 층(L6b) 신경세포들의 상대적 위치, 신경전달 방향. 대뇌피질의 다른 층에 있는 신경세포들과의 차이점 비교(왼쪽). [사진=한국뇌연구원]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/02/inews24/20250902102845056qmba.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="9O2C3T8tSb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/02/inews24/20250902102845056qmba.jpg" width="658">
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 이번 연구를 통해 밝혀진 대뇌피질의 마지막 층(L6b) 신경세포들의 상대적 위치, 신경전달 방향. 대뇌피질의 다른 층에 있는 신경세포들과의 차이점 비교(왼쪽). [사진=한국뇌연구원]
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 SPN은 대뇌피질의 가장 아래에 자리잡아 새로운 신경세포를 생성한다. 위쪽으로 이동시키며 대뇌피질 6개 층을 형성하는데 중요한 역할을 한다. 발달 초기 이후에는 사라지는 것으로 오랫동안 알려져 있었다.
 최근 관련 연구를 보면 자폐증이나 정신분열증과 같은 정신질환 환자들의 경우, 대뇌피질 하부에 있는 SPN으로 추정되는 세포들의 수와 분포가 정상인과 달랐다, 이러한 차이가 신경망 불균형을 초래해 질환 발병과 진행에 영향을 줄 수 있다는 가설이 제기돼 왔다.
 문제는 기존에 알려진 6개 층보다 더 아래에 존재해 ‘layer 6b(L6b)’ 또는 ‘layer 7’이라 불리는 이 지역을 정의하고 구분하는 방법이 명확히 정립돼 있지 않다. L6b 신경세포의 정체성과 기능 규명이 어렵다는 것이었다.
 공동연구팀은 L6b 신경세포를 다른 세포들과 명확히 구별할 수 있는 분자마커 표지법, 유전자변형 마우스를 활용해 L6b의 구조와 기능을 밝히고 기존의 잘못된 통념들을 바로잡았다.
 연구 결과, L6b 신경세포는 출생 초기의 SPN이 성인 시기까지 계속 살아남은 세포였다. 성인 뇌에서도 다른 신경세포들과 신호 연결망을 유지하고 있었다. 이들은 대뇌피질 최하부에 위치하면서도 최상부까지 신호를 전달해 피질 전체의 신경망에 영향을 주는 독특한 특성을 보였다.
 이러한 성질은 대뇌 운동영역에서 감각영역에 이르기까지 일관되게 유지됐다. 나아가 서로 다른 감각 정보를 처리하는 인접 영역에도 신호를 보내 공감각적 정보처리에 관여한다는 것을 확인했다.
 연구팀은 기존의 대뇌피질 신경망 이해를 넘어서는 새로운 고등 인지 정보처리 모델을 제시했다.
 교신저자인 김주현 박사와 브라운 교수, 논문의 1저자인 김수정 박사는 “자폐증이나 정신분열 등 정신질환 환자의 사후 뇌조직에서 SPN으로 추정되는 신경세포들의 수와 분포에 이상이 있다는 기존 연구결과들이 있다”면서 “뇌의 정상적 기능 유지, 정신질환에서의 신경망 변화 등을 이해하는 데 이번에 밝혀진 L6b 신경세포의 구조와 기능이 중요한 도움이 될 수 있을 것”이라고 설명했다.
 이번 연구(논문명: A consensus definition for deep layer 6 excitatory neurons in mouse somatosensory, visual and motor cortex)는 국제학술지 ‘Cell Reports’ 최신호에 실렸다.
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