(The MRI scans of nine participants in the study, all children, adolescents and young adults, show how varied the tertiary sulci (color patches) are among individuals. The patches are identified sulci in the lateral prefrontal and lateral parietal cortices of the left and right hemispheres of the brain. Credit: Hakkinen et al, UC Berkeley)
인간의 뇌는 흔히 호두를 닮았다고 합니다. 호두처럼 표면 주름이 많은 구조라는 것인데, 이는 표면적을 늘리기 쉬운 구조입니다. 대뇌의 표면인 피질에는 신경 세포가 다수 모여 있기 때문에 이는 많은 뇌세포를 가지는 데 유리한 구조로 생각됩니다.
하지만 과학자들은 면적을 늘리는 것이 유일한 목적이 아니라는 사실을 발견했습니다. UC 버클리 헬렌 윌스 뇌과학 연구소의 실비아 번지 교수 (Silvia Bunge, professor of psychology and a member of UC Berkeley's Helen Wills Neuroscience Institute (HWNI))와 같은 기관의 케빈 웨이너 (Kevin Weiner) 교수 연구팀은 대뇌피질에 있는 주름 가운데 특히 3차 고랑 (tertiary sulci)에 주목했습니다.
대뇌피질에서 움푹 들어간 곳을 고랑 (sulci)라고 하고 나온 곳은 이랑 (gyrus)라고 하는데, 3차 고랑은 뇌에 있는 고랑 가운데서 작고 나중에 생기는 부분입니다. 그리고 침팬치 같은 다른 영장류에는 없는 인간만의 고유한 구조입니다. 그런 만큼 인간의 높은 인지 능력 및 사고력과 관련이 깊다고 생각됩니다.
연구팀은 7세에서 18세 사이 참가자 43명의 뇌에서 fMRI 스캔을 이용해 사고력이 필요한 일을 하는 과정에서측면 전전두엽 피질 (lateral prefrontal cortex)의 3차 고랑과 뇌의 디른 부분이 어떻게 연결되는지를 조사했습니다. 그 결과 움푹 들어간 3차 고랑이 뇌의 다른 부분과 더 짧은 거리로 연결되어 더 효과적으로 사고 과정을 수행하는 것으로 나타났습니다. 뇌의 주름이 사실 대뇌피질의 면적을 높이는 것만이 아니라 다른 부위와 연결 거리를 줄여 더 효과적으로 작동할 수 있게 하는 장점이 있다는 점을 보여주는 증거입니다.
미처 생각치 못했지만, 사실 매우 합리적인 구조라고 할 수 있습니다. 하지만 아직 과학자들은 인간이나 다른 동물이 어떻게 생각을 할 수 있는지를 분명히 밝혀내지 못하고 있습니다. 다만 이렇게 하나씩 연구를 통해 실마리를 찾아가다 보면 인간의 생각과 감정이 어떻게 형성되는지 기전을 확실하게 알아내는 날도 올 것이라고 생각합니다.
참고
https://medicalxpress.com/news/2025-05-groovy-brains-efficient.html
Suvi Häkkinen et al, Anchoring functional connectivity to individual sulcal morphology yields insights in a pediatric study of reasoning, The Journal of Neuroscience (2025). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0726-24.2025
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