영국 케임브리지대학교 연구팀이 인간의 뇌가 평생에 걸쳐 5단계의 발달 과정을 거치며, 9세, 32세, 66세, 83세가 중요한 전환점이라는 획기적인 연구 결과를 발표했습니다.지난 25일(현지 시간) 케임브리지대학교 뇌과학자들은 0세부터 90세까지 총 3,802명의 뇌 MRI 영상을 분석한 연구 결과를 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재했습니다.
연구진은 확산 MRI 스캔 데이터를 통해 물 분자가 뇌 조직을 통해 이동하는 방식을 추적하여 신경 연결망을 시각화했습니다.연구 결과에 따르면, 인간의 뇌는 다음과 같은 5단계를 거쳐 발달합니다.
유년기(0~9세): 네트워크 통합의 시기 첫 번째 단계인 유년기에는 '네트워크 통합'이 핵심 특징으로 나타납니다. 아기의 뇌에서는 시냅스가 과도하게 생성되지만, 활동성이 높은 연결만 살아남고 나머지는 제거되는 과정을 거칩니다. 0~9세 동안 뇌는 전체적으로 비슷한 방식으로 재배선되며, 회백질과 백질의 부피가 빠르게 증가합니다. 피질 두께가 정점에 도달하고 뇌 표면의 주름이 안정화되는 시기이기도 합니다. 9세 전후에는 인지 능력이 급격하게 확장되지만, 동시에 불안과 ADHD 같은 정신건강 취약성이 증가하는 발달적 분기점에 들어섭니다.
청소년기(9~32세): 뇌 능력의 최고조 두 번째 단계는 일반적인 인식과 달리 30대 초반까지 이어지는 청소년기입니다. 백질의 부피 증가가 지속되며 뇌 연결망의 조직화가 점점 더 정교해집니다. 이 시기는 뇌 연결 효율성이 증가하는 유일한 시기로, 인지 수행 능력 향상과 직접적인 관련이 있습니다. 뇌가 고정된 상태를 유지하는 것이 아니라 지속적인 발달 추세를 보이는 특징이 있습니다. 하지만 정신건강 장애가 발생할 위험이 가장 큰 시기이기도 합니다. 연구진은 32세가 생애 전체에서 가장 큰 전환점이라고 밝혔으며, 이 시점에서 뇌 배선이 방향을 가장 크게 바꾸고 구조적 변화가 뚜렷하게 나타납니다. 성인기(32~66세): 안정성의 시대세 번째 단계인 성인기는 가장 길고 안정적인 시기입니다. 뇌 구조의 급격한 변화가 거의 없으며, 지능과 성격이 비교적 안정되는 시기로 다른 연구 결과들과도 일치합니다.이 단계에서는 뇌 영역 간 연결이 점점 분리되며 기능적 전문화가 증가하는 특징을 보입니다.
초기 노화기(66~83세): 점진적 재구성 네 번째 단계인 초기 노화기에는 노화가 시작되지만 갑작스럽고 급격한 쇠퇴는 아닙니다. 백질이 서서히 약화하며 뇌 네트워크의 재구성이 진행됩니다.젊은 시기의 '중앙집중식' 구조에서 벗어나 영역 간 장거리 연결이 감소하면서 뇌는 더 '분절된' 형태로 변화합니다.각각의 영역이 비교적 독립적으로 기능하는 경향이 나타나며, 혈압, 심혈관 문제 등 노년기 위험 요인이 증가해 치매와 고혈압 같은 만성 질환이 나타나기 시작합니다.
후기 노화기(83세 이후): 마지막 전환 다섯 번째이자 마지막 단계인 후기 노화기는 83세 무렵부터 시작됩니다. 중앙집중식 뇌 연결이 심하게 감소해 뇌 각 영역이 조화를 이루는 유기적 작동이 더욱 약화됩니다.특정 뇌 영역에 대한 의존도가 높아지는 '국지적 연결'이 중요해지는 시기입니다.연구를 주도한 케임브리지대 MRC 인지·뇌과학연구소 던컨 애스틀(Duncan Astle) 부소장은 "뇌의 발달은 단순한 지속적 변화가 아니라 몇 번의 큰 전환점으로 이루어집니다. 이 시기들을 알면 언제 뇌가 취약한지, 왜 특정 시기에 학습 장애나 정신 질환이 증가하는지 이해하는 데 도움이 됩니다"라고 설명했습니다.
