스탠퍼드 의대 연구진, 인간의 뇌는 사실상 두 개의 독립된 기관이라는 사실을 밝혀내다
1. 이게 뭔가요?
이번 연구는 인간의 뇌가 하나의 통일된 조직이 아니라, 수억 년 전에 독자적으로 진화한 두 개의 서로 다른 신경계가 합쳐져 만들어진 기관이라는 사실을 밝혔습니다. 여기서 줄기세포란 우리 몸의 어떤 조직으로든 자라날 수 있는 뿌리와 같은 세포를 말하며, 전구세포는 특정 세포나 기관으로 발달하기 전 단계에 있는 세포를 뜻합니다. 연구진은 뇌의 앞쪽과 중간을 만드는 전구세포와 뒤쪽을 만드는 세포가 발생 초기부터 완전히 다른 경로를 거치며 서로 섞이지 않는다는 점을 발견했습니다.
2. 왜 화제인가요?
그동안 과학자들은 뇌의 모든 부위가 단 하나의 공통된 뿌리 세포에서 나온다고 믿어 왔기 때문에, 실험실에서 뇌 뒷부분인 후뇌의 신경세포를 인공적으로 키워내는 데 수십 년 동안 큰 어려움을 겪었습니다. 기존 연구들은 앞쪽 세포를 억지로 뒷쪽 세포로 바꾸려고 시도했지만, 두 세포는 발생 단계부터 운명이 완전히 갈라져 본래 불가능한 일이었기 때문입니다. 이번 연구는 발생 초기 단계부터 두 영역이 완전히 갈라진다는 사실을 밝혀내어 기존 학계의 오랜 난제를 해결했으며, 실제로 실험실에서 뒷쪽 부위의 신경세포를 길러내는 데 성공했다는 점에서 주목을 받고 있습니다.
3. 핵심 내용
수세기 동안 과학자들은 뇌가 하나의 통일된 기관이라고 생각했습니다. 하지만 스탠퍼드 대학교 의과대학 연구진은 우리가 뇌라고 부르는 기관이 수백만 년에 걸쳐 서로 독립적으로 진화해 온 두 개의 완전히 다른 기관이라는 사실을 밝혔습니다. 하나는 심장 박동이나 호흡 등 생명 유지에 필요한 원시적인 부분이고, 다른 하나는 생각과 언어를 담당하는 고차원적인 부분입니다. 연구진은 배아가 가장 처음 발달하는 순간을 관찰하여, 뇌의 앞부분이 될 세포와 뒷부분이 될 세포가 발생 초기부터 완전히 다른 경로를 거친다는 점을 확인했습니다. 이 차이 때문에 기존에는 앞쪽 세포를 뒷쪽 세포로 바꾸는 것이 불가능했습니다. 이를 바탕으로 연구진은 인류 역사상 최초로 실험실에서 인간의 줄기세포를 자극해 정상적으로 작동하는 뇌 뒷부분의 운동 신경세포를 키워내는 데 성공했습니다.
4. 나에게 어떤 영향이 있나요?
이번 발견은 살아있는 환자에게서 직접 얻기 어려워 연구가 막혀 있던 척수성 근위축증이나 루게릭병 같은 난치병을 실험실에서 배양한 신경세포를 통해 연구할 수 있는 새로운 길을 열어 줍니다. 다만 이는 기초 과학 연구와 실험실 단계의 진전이므로, 당장 일상생활에서 환자들이 치료제를 직접 처방받거나 몸에 즉각적인 변화가 나타나는 것은 아닙니다. 앞으로 뇌와 관련된 질병의 원인을 파악하고 다양한 뇌 기능을 이해하는 토대가 될 것으로 기대됩니다.