인간의 삶에는 누구나 한 번쯤 “이전과는 달라졌다”고 느끼는 시기가 있다. 학업의 속도가 바뀌고, 사고방식이 달라지며, 노화의 징후가 체감되기 시작하는 순간들이다. 이러한 변화가 단순한 심리적 경험이 아니라, 실제 뇌 구조의 변화와 맞물려 있다는 연구 결과가 나왔다.

영국 케임브리지대학교 연구진은 인간의 뇌가 평생에 걸쳐 다섯 단계의 발달과 노화 과정을 거치며, 그 과정에서 평균적으로 네 차례의 뚜렷한 전환점을 맞는다고 밝혔다. 이 전환점은 각각 9세, 32세, 66세, 83세 전후로 나타난다.

이번 연구는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됐으며, 미국 일간 월스트리트저널(WSJ)이 이를 인용해 보도했다. 연구진은 0세부터 90세까지 총 4,216명의 뇌 자기공명영상(MRI) 자료를 분석해 인간 뇌의 구조적 변화 양상을 추적했다.

연구의 핵심은 뇌의 사고 기능을 담당하는 회백질이 아닌, 뇌와 뇌를 연결하는 백질(white matter)에 주목했다는 점이다. 백질은 신경 신호가 오가는 ‘통로’ 역할을 하며, 이 연결망의 변화는 사고 방식과 인지 능력의 변화를 설명하는 중요한 단서로 여겨진다. 연구진은 그래프 이론을 활용해 연령대별 평균 뇌 모델을 만들고, 뇌 네트워크의 연결 구조 변화를 수치화해 분석했다.

그 결과, 인간의 뇌는 출생 이후 약 9세까지 빠른 성장기를 거친다. 이 시기에는 뇌의 크기가 급격히 커지지만, 동시에 사용 빈도가 낮은 신경 회로는 제거되는 이른바 ‘가지치기(pruning)’ 과정이 함께 진행된다. 불필요한 연결을 정리함으로써 효율적인 사고 구조

를 만드는 단계다.

9세 이후부터 약 32세까지는 청소년기와 청년기를 아우르는 시기로, 뇌 연결의 효율성이 가장 크게 향상되는 시기다. 서로 다른 뇌 영역 간 정보 전달이 활발해지며, 학습 능력과 문제 해결 능력이 빠르게 성장한다. 많은 사람이 이 시기를 ‘두뇌의 전성기’로 느끼는 이유다.

32세를 기점으로 뇌는 비교적 안정적인 단계에 접어든다. 66세까지 이어지는 이 시기에는 뇌 구조가 고착화되고, 각 영역이 보다 독립적으로 기능하는 경향이 강해진다. 새로운 자극에 대한 유연성은 다소 줄어들지만, 축적된 경험과 숙련도가 이를 보완하는 시기이기도 하다.

66세 이후에는 초기 노화 단계로 분류된다. 일부 뇌 영역은 결속력이 강화되며 ‘모듈화’되는 반면, 다른 영역과의 연결은 점차 약화된다. 이와 함께 백질 변성이 시작되고, 기억력 저하나 처리 속도 감소 등 인지 기능의 변화가 서서히 나타난다.

83세 이후 후기 노화 단계에 접어들면 뇌 전체의 연결성이 전반적으로 축소된다. 판단과 의사결정 과정에서 뇌 전반을 광범위하게 활용하기보다는, 자주 사용해온 소수의 영역과 경로에 의존하는 경향이 두드러진다. 익숙한 방식의 사고와 행동이 강화되는 이유다.

연구진은 이러한 뇌 전환점 분석이 연령대별 뇌 질환 발생 시점을 이해하는 데도 중요한 단서가 된다고 설명했다. 자폐 스펙트럼 장애가 주로 아동기에 진단되고, 정신병의 상당수가 20대 초반 이전에 발병하며, 알츠하이머병이 초기 노화기에 집중되는 현상 역시 뇌 구조 변화와 무관하지 않다는 것이다.

다만 연구진은 “이번 결과는 평균적인 경향을 보여주는 것일 뿐, 실제 뇌 변화 시점은 개인차가 크다”고 강조했다. 생활 환경, 건강 상태, 교육 수준 등에 따라 뇌의 전환 시기는 달라질 수 있다는 설명이다.

이번 연구는 인간의 삶을 단순히 나이로 구분하는 방식에서 벗어나, 뇌의 변화라는 생물학적 관점에서 생애 주기를 이해할 필요성을 시사한다는 점에서 의미가 크다.

[출처] 전자신문, Nature Communications (University of Cambridge 연구팀), Wall Street Journal 인용 보도