우리 뇌는 ‘한 몸’이 아니었다… 전뇌·중뇌와 후뇌 뿌리 달라 작성일 10-20 38 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">[강석기의 뇌과학 리포트] 스탠퍼드대 연구팀 “뇌, 서로 다른 두 세포에서 출발해 이어 붙은 복합체”</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="bqKxYi5Tyz"> <p contents-hash="b6a1b60b0b81969291aa9805a4f99941f836e3039449b11bf35754cd6a5f8ee6" dmcf-pid="KB9MGn1yT7" dmcf-ptype="general"><strong>사람의 말과 생각, 감정과 행동은 뇌과학과 떼려야 뗄 수 없다. 보이지 않는 곳에서 은밀하게 우리를 움직이는 뇌. 강석기 칼럼니스트가 최신 연구와 일상 사례를 바탕으로 뇌가 만들어내는 마음의 비밀을 풀어준다.</strong></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6420bc2790a53d50a65a935274ba59e9190c27b4c410a8103076ac7aa9477089" dmcf-pid="9b2RHLtWTu" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="9.5일 차 생쥐 배아의 뇌 발생 과정 모습. 전뇌와 중뇌 전구세포는 파란색, 후뇌 전구세포는 빨간색으로 뚜렷이 구분된다. 미국 스탠퍼드대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/20/weeklydonga/20261020070312434gdtp.jpg" data-org-width="500" dmcf-mid="BAS5opAiCq" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/20/weeklydonga/20261020070312434gdtp.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 9.5일 차 생쥐 배아의 뇌 발생 과정 모습. 전뇌와 중뇌 전구세포는 파란색, 후뇌 전구세포는 빨간색으로 뚜렷이 구분된다. 미국 스탠퍼드대 제공 </figcaption> </figure> <div contents-hash="eea0024c4b6df7d7670918b0df1036602a65ca591efeec73d3226171b7583a46" dmcf-pid="2V8i1NpXCU" dmcf-ptype="general"> 과학 상식은 절대불변 진리가 아니다. 새로운 증거가 나오면 언제든 고쳐 쓰일 수 있는 현재까지 결론에 가깝다. 실제로 과학은 그간 상식으로 통하던 것을 뒤집으며 발전해왔다. 뇌과학도 예외가 아니다. 성인의 뉴런(신경세포)은 새로 생기지 않는다는 게 오랜 상식이었지만, 뉴런이 새로 만들어지는 '신경생성' 현상이 확인되면서 통념이 깨졌다. </div> <p contents-hash="ae0cb7542d0c8521f316572b530c698c45a4067d67fd90f380b129867e6edd34" dmcf-pid="Vf6ntjUZhp" dmcf-ptype="general">최근 학술지 '네이처 신경과학'에는 뇌과학의 또 다른 상식을 뒤집는 논문이 실렸다. 그간 뇌는 하나의 전구세포에서 비롯됐다고 여겨졌다. 전구세포는 줄기세포보다 분화 범위가 좁아 정해진 유형의 세포로만 분화하는 세포를 말한다. 하지만 이 논문은 뇌가 서로 다른 두 전구세포에서 출발했고, 각각이 별개의 영역을 이룬다고 주장한다. 즉 우리가 하나로 여겨온 뇌가 실은 전뇌·중뇌와 후뇌라는 2개의 뇌가 이어 붙은 복합체고, 두 부분을 구성하는 뇌세포의 뿌리가 다르다는 것이다. </p> <div contents-hash="56b9dad94d57d03336d4827943f54df510254e0fdac1545c647138021b08ce1d" dmcf-pid="f4PLFAu5T0" dmcf-ptype="general"> <h4>뇌의 각 부위 되는 전뇌·중뇌·후뇌</h4>대뇌와 소뇌는 들어봤어도 전뇌·중뇌·후뇌는 낯설 테다. 완성된 뇌 부위가 아니라 발생 초기 뇌 위치에 붙은 이름이기 때문이다. 초기 뇌는 관 모양으로, 앞쪽에 볼록한 마디 3개(뇌소포)가 생긴다. 앞에서부터 차례로 전뇌·중뇌·후뇌라는 이름이 붙었다. </div> <p contents-hash="96b5aada2d688d6bb7100944c51c49b5e3b44cacc639563d7588806bab535555" dmcf-pid="48Qo3c71h3" dmcf-ptype="general">이 세 마디는 각각 뇌의 다른 부위로 자란다. 전뇌는 대뇌·해마·시상과 망막이 된다. 눈을 '밖으로 나온 뇌'라고 부르기도 하는 이유다. 중뇌는 뇌 가운데 부분이 되고, 후뇌는 소뇌·뇌교·연수가 된다. 인간은 후뇌가 뇌 아래쪽에 있지만, 네발동물의 경우 이름 그대로 뒤쪽에 놓인다.</p> <p contents-hash="837d995906b06b1a0dde93185b5e099b4f40ba3a8f9735df43237866645cef5e" dmcf-pid="86xg0kztSF" dmcf-ptype="general">뇌의 기원에 대해선 1952년 네덜란드 발생학자 피터 니우코프가 내놓은 설명이 정설로 통해왔다. 니우코프는 1952년 양서류의 중추신경계 형성을 다룬 논문을 통해 외배엽으로부터 유래한 한 종류의 뇌 전구세포에서 뇌 전체가 만들어진다고 봤다.</p> <p contents-hash="208943cdcaaa8e6c49f49698107936cfe242b26fa067ddf0bed319630e6cbe3d" dmcf-pid="6PMapEqFlt" dmcf-ptype="general">이를 이해하려면 수정란이 어떻게 몸을 만들어가는지 짚어볼 필요가 있다. 수정란은 분열을 거듭해 수백 개 세포로 이뤄진 공 모양이 된다. 이후 세포들이 안으로 말려 들어가며 세 겹의 층이 생기는데, 이 시기 배아를 '낭배'라고 부른다. 바깥층은 외배엽, 안쪽은 내배엽, 그 사이는 중배엽이다. 각 배엽은 저마다 다른 기관과 조직으로 자라나며, 외배엽에서는 피부 표피와 뇌·척수 같은 중추신경계가 생긴다.</p> <p contents-hash="1cb78e4bd6da7496d902034b5a64523e2ce45efa4d1795b2c98bfd8eb55ae589" dmcf-pid="PQRNUDB3W1" dmcf-ptype="general">처음 의문이 제기된 건 줄기세포 실험실에서였다. 만능줄기세포로 만든 뇌 전구세포에서 전뇌·중뇌 세포는 얻을 수 있었지만, 후뇌 세포는 좀처럼 얻기 어려웠던 것이다. 후뇌 뿌리가 전뇌·중뇌와는 다른 게 아니냐는 의문이 생긴 배경이다.</p> <div contents-hash="cb696aced8e38eebe30732ac63d6b15b6a7c9de9b9914f52c7e48048126efcd4" dmcf-pid="Qxejuwb0S5" dmcf-ptype="general"> <h4>우리를 살아 있는 존재로 만드는 건 후뇌</h4>카일 로 미국 스탠퍼드대 발생생물학과 교수팀은 이 가능성을 확인하고자 생쥐 배아를 들여다봤다. 전뇌·중뇌에서 발현되는 'Otx2' 유전자는 파란색, 후뇌에서 발현되는 'Gbx2' 유전자는 빨간색을 띠도록 표지했다. 이후 발생 초기 외배엽에서 정말 두 종류의 뇌 전구세포가 생기는지 추적했다. </div> <p contents-hash="12dd2b22a63af6273d98e46996d4945f57cf308b90485c4e126b11ff39eb3cf7" dmcf-pid="xlTtaukLvZ" dmcf-ptype="general">결과는 예상대로였다. 발생 8일째 배아에서 파란색과 빨간색이 따로 나타났다. 이는 뇌 전구세포 단계에서부터 이미 두 유전자가 따로 발현돼 각각 전뇌·중뇌와 후뇌로 자란다는 뜻이다. 연구팀은 전자를 '앞쪽 신경외배엽', 후자를 '뒤쪽 신경외배엽'이라고 이름 붙였다.</p> <p contents-hash="403f7ab797c2d81c559a4298e3bdfcbff5ab9e170a12321e21fd50d749a74c3b" dmcf-pid="y8Qo3c71hX" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 토대로 인간 만능줄기세포로 후뇌 전구세포를 만드는 데 도전했다. 기존 방식으로는 Otx2가 활성화된 전뇌·중뇌 전구세포만 생겨 후뇌 세포로 분화시킬 수 없었다. 연구팀은 후뇌 전구세포가 되는 추가 조건을 찾아내 이를 후뇌 운동뉴런으로 분화시키는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="7a9daf88821070f119570095bcd18c806795151524f01dde9e58d3d0241e1cb7" dmcf-pid="W6xg0kztyH" dmcf-ptype="general">그간 인류 진화의 특징으로 대뇌피질 팽창이 꼽히다 보니, 우리를 '인간으로 만든' 전뇌에 관심이 쏠리고 후뇌는 상대적으로 주목받지 못했다. 하지만 숨 쉬고 먹고 자는 기본 기능을 맡아 우리를 '살아 있는 존재'로 만드는 건 후뇌다.</p> <p contents-hash="41435c09acf41c59c6a909b1e3b704af3fade2e0e8609d3f5ded47a447aec1fc" dmcf-pid="YPMapEqFWG" dmcf-ptype="general">후뇌 운동뉴런은 얼굴과 목 근육에 연결돼 있어 손상되면 씹고 삼키기가 어려워진다. 음식물이 기도로 넘어가 폐렴으로 이어질 수도 있다. 근위축측삭경화증(루게릭병)이나 척수근위축증 환자가 병이 진행되면서 겪는 증상이다.</p> <p contents-hash="e6f3a0626bdf61d06ddf441a3ab8827769542e2417e6ce73bf805672cb603337" dmcf-pid="GQRNUDB3CY" dmcf-ptype="general">인공지능(AI)은 이제 사람과 구분하기 어려울 만큼 말하고 추론한다. 그러나 AI가 흉내 내는 건 전뇌, 그중에서도 대뇌피질 기능의 일부다. 생각하는 뇌를 흉내 내는 기술이 거듭 발전할 동안 우리를 살아 있게 하는 뇌는 이제야 연구 출발선에 선 셈이다. </p> <p contents-hash="ddaead0357972e21ade9760516b2d65df43774dafd7d2d1a05bbb1a098622062" dmcf-pid="Hxejuwb0CW" dmcf-ptype="general"><strong>강석기 칼럼니스트는… </strong>서울대 화학과 및 동대학원에서 공부했다. LG생활건강연구소 연구원, 동아사이언스 기자를 거쳐 2012년부터 과학칼럼니스트이자 프리랜서 작가(대표 저서 '식물은 어떻게 작물이 되었나')로 활동하고 있다.</p> <p contents-hash="eeea1ff8ca463998c980a72d2cb376730c1b2770a13f4d198c51ef31ce1009bf" dmcf-pid="XMdA7rKphy" dmcf-ptype="general">강석기 과학칼럼니스트</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 주간동아. All rights reserved. 무단 전재, 재배포 및 AI학습 이용 금지</p> 관련자료 이전 "연차만 채운 '물경력' 됐네요"…AI 확산에 직장인들 '한숨' [리멤버 오피스워] 10-20 다음 [스카이랩스 대해부①] 5G 엔지니어는 왜 '반지'를 만들었나 10-20 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
