"아이 뇌 구조는 부모 유전자에 영향…뇌 기능은 환경에 민감"

[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 성균관대 삼성융합의과학원(SAIHST) 디지털헬스학과 주윤정 교수와 서울대 심리학과 차지욱 교수는 공동연구를 통해 유전과 뇌, 행동을 연결하는 다차원 연관지도를 구축했다고 4일 밝혔다.

이번 연구는 아동기 신경 발달 과정에서 유전적 영향이 뇌 구조와 기능, 행동 전반에 어떻게 작용하는지를 대규모 멀티모달 데이터를 통해 규명한 최초 사례다.

연구팀은 8620명의 아동을 대상으로 ▲7가지 뇌영상 지표 ▲33가지 복합형질의 DNA 다유전점수(Polygenic Score·PGS) ▲266개 심리·행동형질을 통합해 분석했다.

또한 고차원 데이터 분석에 특화된 SGCCA(Sparse Generalized Canonical Correlation Analysis) 기법을 적용해 생물학적으로 의미 있는 변수 간의 상호연결 구조를 규명했다.

그 결과, 인지능력과 관련된 유전자 조합(PGS)이 높을수록 회백질 용적과 피질 활성도가 높았다. 더해 정신건강 위험 유전자 조합이 높을수록 특정 뇌 영역의 활성도가 낮게 나타났다.

또한 아동의 뇌영상지표 중 1237개가 유의한 유전율(19~27%)을 보였으며, 특히 구조MRI 지표는 평균 63.2%로 가장 높은 유전성을 보였다. 성인의 뇌와 달리 아동기에는 회백질(평균 23%)이 백질(19~22%)보다 높은 유전율을 보였다.

더해 연구팀은 뇌 구조는 유전적 영향에 더 민감하고, 뇌 기능은 환경적 요인에 더 민감하다는 사실도 밝혀냈다. 뇌의 형태와 크기는 주로 유전적 요인에 의해 결정되지만, 뇌의 활성 패턴과 연결성은 외부 자극에 의해 쉽게 변한다는 것이다.

주 교수는 "이번 연구는 아동기 뇌가 단순히 성인의 축소판이 아니라, 고유한 유전-환경 상호작용 패턴을 가진 독립적인 발달 단계임을 보여준다"고 설명했다.


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