“동물의 대뇌피질은 작은 인터넷 같은구조로 돼 있다. 당신도 예외가 아니다."

남캘리포니아돈시페대(USCDornsife)연구진이 8일 쥐의 뇌를 가지고 연구한 결과 뇌배선 구조가 인간이 발명한 인터넷처럼 돼 있다는 사실을 밝혀내고 이를 스케치해 도표로 제시했다. 이들은 인간도 이와유사하다고 말했다.

이같은 연구결과는 6일자 미국립과학아카데미(NAS) 논문,USC뉴스 등을 통해 발표됐다.

연구진은 뉴런이 어떻게 다른 곳에 있는 뉴런신경망과 연결되는지에 대해 처음으로 완전하게 파악해 냈다. 이들은 뇌속에 있는 근거리통신망(LAN)이 러시아의 전통인형 마트료시카 인형처럼 층층으로 돼 있다는 사실을 밝혀냈다.

래리 스완슨,미하일 보타 캘리포니아돈시페대 문학예술과학과 교수팀은 대뇌피질은 작은 인터넷과 같다며 자신들의 발견을 논문으로 발표했다. 울라프 스폰스 인디애나대 교수는 이 연결에 대한 후속 네트워크 분석을 실시했다.

미캘리포니아대 과학자들은 쥐의 뇌 실험을 통해 동물의 뇌에 근거리통신망 같은 배선구조가 돼 있다는 사실을 알아냈다. 사진=USC뉴스


수년간 과학자들은 뇌엽, 뇌의 주름,뇌의 접힌 부분에 초점을 맞춰 뇌 기능에 대한 실마리를 찾으려고 노력해 왔다.

이런 가운데 스완슨 교수는 “대뇌피질은 수많은 근거리통신망(Local Area Network)을 가지고 있으며 더 큰, 다른 부위의 신경망과 연결해 결국 인터넷백본과 연결된다. 이에따라 뇌는 인터넷망과 비슷한 방식으로 작동한다”고 말했다.

연구진에 따르면 2개의 지엽적인 네트워크가 쥐의 대뇌피질 내부 셸(shell)을 구성하고 있었다. 이 가운데 하나는 시각과 학습을 관장하고, 또다른 네트워크는 근육및 장기기능과 연관돼 있다.

두개의 다른 네트워크는 외부 셸을 구성하고 있는데 이가운데 하나는 냄새, 다른 하나는 다른 3개의 네트워크로부터 온 정보를 이해하고 조립한다.

스완슨은 “이는 특정한 정보의 흐름이 유전적으로 뇌에 배선돼 있다는 것을 의미한다”고 말했다.

연구팀은 온전하게 사용할 수 있는 정보의 양을 알고 싶어 했기에 쥐의 뇌를 사용해 연구했다고 밝혔다.

스완슨은 이 DB가 대부분 자기공명(MRI)스캐닝으로 이뤄져 왔던 인간뇌 연구와 쥐뇌 연구사이의 중요한 연결고리를 만들어 주고, 보다 심도있는 연구를 이끌어 줄 것으로 기대하고 있다.

이 발견은 40년 분 데이터를 분석하는 노동집약적인 노력의 결과였다.

수석저자 미하일 보타 교수는 1만6천건 이상의 보고서로부터 만든 DB를 사용했다. 그는 자유롭게 접근할 수 있는 DB를 구축해 이 연구를 완성하는 데 4천시간 이상을 들였다. 스완슨 교수는 “이 데이터는 이미 나와 있었지만 훨씬더 유용한 포맷으로 집약될 필요가 있었다”고 말했다.

USC연구팀이 인간뇌속 뉴런 연구결과 이들이 러시아인형 마트료시카 처럼 층층으로 구성된 미니 인터넷같은 구조를 가지고 있다는 사실을 발견해 냈다. 사진=USC뉴스

스완슨교수는 “뇌에 대한 배선도표를 갖는 것은 인간과 동물 연구사이에서 양방향으로 흐르는 지식을 허용해 줄 것”이며 “이 발견 결과들은 인간에게도 유사하게 적용된다”고 말했다.

스완슨은 “만일 우리가 이들 두개의 신경과학의 맥을 구체적이고 의미있는 방식으로 상호 연계시킬 수 있다면 자는 동안에도 인간뇌 정보의 저수지를 극적으로 확대해 나갈 수 있게 될 것이다”라고 말했다.

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