뇌졸중 후 오히려 뇌가 젊어진다? AI로 밝혀낸 놀라운 회복의 비밀

뇌졸중은 보통 뇌 기능을 크게 떨어뜨리는 질환으로 알려져 있지만, 최근 연구에서 예상과 다른 현상이 발견됐다. 손상된 쪽 뇌는 더 빠르게 늙어 보이는 반면, 반대쪽의 건강한 뇌 영역은 오히려 더 ‘젊어진 것처럼’ 나타난다는 것이다. 연구진은 이를 뇌가 스스로 기능을 보완하기 위해 구조를 재조정하는 과정으로 보고 있으며, 향후 맞춤형 재활 치료에 중요한 단서가 될 수 있다고 설명한다.

손상된 뇌는 늙고, 반대쪽은 더 젊어진다

이번 연구는 전 세계 8개국, 34개 연구기관에서 수집한 500명 이상의 뇌졸중 환자 MRI 데이터를 분석했다. 그 결과, 뇌졸중으로 크게 손상된 쪽 뇌는 실제 나이보다 더 늙은 상태처럼 나타났다. 반면, 손상되지 않은 반대쪽 뇌는 오히려 더 젊은 구조를 보였다. 특히 운동 기능과 관련된 네트워크에서 이런 변화가 뚜렷하게 나타났다.

연구진은 이 현상이 뇌가 스스로 기능을 보완하려는 적응 과정이라고 설명한다. 즉, 손상된 부분을 대신하기 위해 건강한 뇌 영역이 더 활발하게 작동하면서 구조적으로도 변화가 나타난다는 것이다.

AI가 밝혀낸 뇌의 ‘재배선’ 과정

연구팀은 이 변화를 분석하기 위해 인공지능 기술을 활용했다. 그래프 합성곱 신경망이라는 모델을 이용해 뇌의 18개 영역의 ‘뇌 나이’를 추정하고, 실제 나이와 비교했다.

그 결과, 운동 장애가 심한 환자일수록 반대쪽 뇌 영역이 더 젊게 나타나는 경향이 확인됐다. 이는 특히 움직임 계획과 주의력, 협응을 담당하는 ‘전두-두정 네트워크’에서 두드러졌다.

이러한 변화는 완전한 회복을 의미하는 것은 아니다. 오히려 손상된 기능을 대신하기 위해 뇌가 새로운 방식으로 작동하려는 시도에 가깝다. 기존의 영상 기술로는 포착하기 어려웠던 ‘신경 가소성’의 새로운 모습을 보여주는 결과다.

연구에는 국제 협력 프로젝트 ENIGMA가 참여했으며, 대규모 데이터를 통해 이전에는 보이지 않던 미세한 패턴을 밝혀낼 수 있었다.

개인 맞춤형 재활 치료로 이어질 가능성

연구진은 앞으로 환자를 장기간 추적해, 뇌 구조 변화가 시간에 따라 어떻게 달라지는지 분석할 계획이다. 이를 통해 환자마다 다른 회복 과정을 이해하고, 보다 정밀한 맞춤형 치료 전략을 개발하는 것이 목표다.

이 연구는 단순히 뇌졸중의 손상을 이해하는 데 그치지 않고, 뇌가 스스로 회복하려는 능력을 어떻게 활용할 수 있는지를 보여준다. 연구진은 이러한 발견이 향후 재활 치료의 방향을 바꾸고, 환자의 삶의 질을 높이는 데 기여할 것으로 기대하고 있다.

성치훈 기자/ hello@sciencewave.kr

출처: ScienceDaily, “Stroke-damaged brain side looks older, but the other side may appear ‘younger’”