우리가 생각하거나 몸을 움직일 때마다 뇌 속에서는 복잡한 신호들이 오가고, 혈류도 끊임없이 변화합니다.

이런 뇌 혈류 반응은 MRI 같은 뇌 영상 기술에 활용되지만 어떤 뇌세포에 의해 어떻게 조절되는지는 지금까지 명확히 밝혀지지 않았습니다.

기초과학연구원(IBS) 뇌과학 이미징 연구단 김성기 단장 연구팀은 한국뇌연구원 정원범 선임연구원과 공동으로 억제성 신경세포, 그중에서도 소마토스타틴(somatostatin, SST) 신경세포가 뇌 혈류를 조절하는 핵심 역할을 한다는 사실을 새롭게 밝혀냈습니다.

연구진은 마우스 실험을 통해 SST 신경세포를 자극하자 산화질소가 분비되며 혈관을 빠르게 확장시키고 이어 별모양 뇌세포인 성상세포가 작동해 느리지만 지속적인 혈관 확장이 일어나는 구조를 확인했습니다.

두 단계에 걸친 이 메커니즘이 정밀한 혈류 조절 시스템이라는 겁니다.

또 이번 연구에서 대뇌 피질의 깊이별 기능 차이를 정밀하게 분석해 최근 뇌 영상 분야에서 주목받는 초고해상도 레이어 fMRI(layer fMRI) 기술의 생리학적 기반도 함께 밝혔습니다.

SST 신경세포의 기능을 차단했을 때 fMRI 신호의 정밀도가 뚜렷하게 감소하는 현상이 관찰됐는데, 이는 신경세포와 성상세포가 고해상도 영상 기술의 핵심이라는 사실을 뒷받침합니다.

이는 단순한 뇌과학 연구를 넘어, 우울증·치매 등 신경정신질환의 진단 정밀도를 높이는 데도 기여할 것으로 기대됩니다.

IBS 김성기 단장은 이번 연구는 "SST 신경세포와 성상세포의 정교한 협력이 뇌 혈류 조절의 핵심임을 보여준 것"이라며, "앞으로 인간 인지 기능 이해부터 뇌 영상 해석력 향상까지 폭넓은 활용이 가능하다"고 설명했습니다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 7월 18일 자에 실렸습니다.

TJB 대전방송