특정 유전자가 뇌 크기 늘려 수학 능력 높인다 (연구)

[서울신문 나우뉴스]

특정 유전자가 뇌 크기 늘려 수학 능력 높인다 (사진=123rf)

단일 유전자에서 발생한 변이가 뇌에서 숫자를 세는 등 수학적 능력을 다루는 부위의 회백질 크기와 관계가 있다는 연구 결과가 나왔다.

독일 막스플랑크 연구소 신경심리학자 마하엘 스카이데 박사가 이끄는 국제연구진은 어린이 178명의 게놈과 두뇌 발달 과정을 연구하고 이들 아동이 2년 뒤 학교에서 본 수학 시험 결과와의 관계를 살폈다.

그 결과, 뇌 최외각 신경조직층 회백질의 성장을 조절하는 로보원(ROBO1·Roundabout homolog 1)이라는 단일 유전자의 변이가 우측 두정피질의 크기에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

우측 두정피질은 숫자를 처리하는 수학적 능력에 관여하는 것으로 여겨지고 있어 그 부분의 성장은 로보원 유전자가 수학적 능력에 기여한다는 이전의 제안들을 뒷받침하는 것이다.

연구진은 뇌 최외각 신경조직층 회백질의 성장을 조절하는 로보원이라는 단일 유전자의 변이가 우측 두정피질의 크기에 영향을 미친다는 사실을 발견했다. 이미지: 성장 유전자 로보원과 관련이 있는 것으로 발견된 우측 두정피질의 군집. 빨간색은 처음 연구된 101명의 아이들의 자료를 나타내며, 파란색은 77명의 아이들을 대상으로 한 복제 연구의 자료를 나타낸다.(사진=플로스 바이올로지)

연구진은 논문에서 “대뇌피질층의 태아기 성장을 조절한다고 알려진 유전자인 로보원이 수량 표현의 핵심 영역인 우측 두정피질의 부피와 관계가 있다는 점을 발견했다”면서 “이 부위의 개별적 부피 차이는 수학적 능력에 관한 행동 변화의 20%를 예측했다”고 명시했다.

연구진은 연구 과정에서 특히 수학적 교육을 받기 전인 3~6세 어린이들을 대상으로 게놈을 분석했다. 여기서 나온 자료와 각 어린이를 자기공명영상(MRI) 장비로 감지한 전체 뇌에 걸친 회백질 부피의 측정값을 연구진은 비교했다.

연구진은 참가 아동들이 7~9세가 돼 학교에서 2학년이 됐을 때 본 수학 시험 결과를 사용해 뇌의 어떤 부위와 유전자가 향상된 계산 능력과 관계가 있는지를 살폈다.

스카이데 박사와 동료 연구자들은 이전 연구들이 수학적 잠재력에 역할을 할 수 있다고 제안한 로보원 등 유전자 10개에 초점을 맞췄다.　

연구자는 로보원의 변이들이 우측 두정피질의 크기 증가와 상당히 관계가 깊다는 점을 발견했다.

또 3~6세의 우측 두정피질 내에 더 많은 양의 회백질이 있는 아이들은 7~9세 때 수학 시험에서 더 좋은 성적을 거둔 것으로 확인됐다. 이미지: 성장 유전자 로보원과 7~9세 사이의 수학 시험에서 나타난 성적이라는 두 요인과 모두 관계가 있는 것으로 확인된 우측 두정피질의 군집. 노란색은 처음 연구된 101명의 아이들의 자료를 나타내며, 파란색은 77명의 아이들을 대상으로 한 복제 연구의 자료를 나타낸다.(사진=플로스 바이올로지)

또 3~6세 때 우측 두정피질 내에 더 많은 양의 회백질이 있는 아이들은 7~9세 때 수학 시험에서 더 좋은 성적을 거둔 것으로 확인됐다.

이는 우측 두정피질 성장의 개별적인 차이가 DNA 변이와 행동으로 나타나는 수학적 능력 사이의 보고됐던 연관성에 관한 우리의 이해에서 놓쳤던 연관성을 나타낼 수 있다는 점을 시사한다고 연구진은 밝혔다.
　
연구진은 또 “이런 해석은 우측 두정피질이 특히 어린 시절부터 수학적 인지에 기여하고 성인기에는 이런 결정적인 역할을 유지한다는 점을 보여주는 수많은 연구와 함께 성립할 수 있다”고 덧붙였다.

자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘플로스 바이올로지’(PLOS Biology) 최신호(10월 22일자)에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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