태아에서 100세에 이르는 인간의 뇌 변화를 매핑한 차트가 세계에서 처음으로 작성됐다.
이 차트는 전 세계 뇌 과학자 200여 명이 100개 이상의 연구 과정에서 스캔한 10만 명분이 넘는 방대한 분량의 뇌 스캔을 모아 분석해 만든 것이다.
앞으로 세계의 모든 뇌 과학자가 이를 무료로 사용할 수 있게 된다.
영국 케임브리지대 리처드 베들레헴 박사(정신과학)와 미국 필라델피아아동병원 야콥 자이들리츠 박사(신경 영상·유전체학) 연구팀은 인간 뇌의 발달을 매핑한 차트를 만들기 위해 총 12만3984개의 MRI 스캔을 수집했다.
연구팀은 그 가운데 임신 16주에서 100세의 참가자 10만1457명의 뇌 스캔을 골라 분석해 ‘뇌 변화 매핑 차트’를 작성했다.
연구팀은 스캔에서 개인의 총 회백질 부피, 총 백질 부피, 총 피질하 회백질 부피, 총 심실 뇌척수액 부피 등을 측정했다.
또 스캔한 뇌 부위에 주목하고, 개별화된 백분위수 점수를 각 참가자의 뇌 스캔에 할당해 벤치마킹함으로써 같은 연령·성별의 다른 뇌와 비교할 수 있었다.
연구팀은 이 데이터를 집계해 인간의 일생 동안 뇌와 그 구성 요소의 크기·부피에 대한 방대한 차트의 작성에 성공했다.
이번 연구 결과는 뇌 성장 및 발달에 대한 참조 데이터가 부족해 행동 및 임상 조건에 대한 뇌 구조의 역할을 확인할 때 겪는 어려움을 줄이는 데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
특히 알츠하이머병, 자폐증, ADHD(주의력결핍과다행동장애)와 각종 정신질환 연구에 이바지할 것으로 보인다.
앞서 과학저널 ≪네이처(Nature)≫에 발표된 연구 결과의 경우 표본 크기가 너무 작아 큰 한계를 안고 있었다. MRI 스캔에는 시간이 많이 걸리고 돈도 많이 든다.
연구팀은 회백질의 양이 3~4세에 정점에 이른다고 가정했다.
그러나 이 새로운 차트에 의하면 회백질의 양이 임신 중기부터 증가해 5.9세에 정점을 이룬 뒤 점차 줄어드는 것으로 나타났다.
베들레헴 박사는 “알츠하이머병 환자는 본질적으로 조직 손실을 보여, 회백질과 백질의 양이 적을 것으로 예상할 수 있다. 정신분열증이 뇌의 크기와 구성에 미치는 영향을 보고 놀랐다”고 말했다.
이 연구 결과(Brain charts for the human lifespan)는 ≪네이처(Nature)≫ 온라인판에 실렸고 영국 건강매체 ‘메디컬뉴스 투데이’가 소개했다.