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연구자들은 임신 기간 동안 뇌가 어떻게 변화하는지를 보여주는 포괄적인 지도를 처음으로 작성하였으며, 이를 통해 과소 연구된 분야에 대한 이해가 상당히 개선되었다.
연구에 따르면 특정 뇌 영역은 임신 중에 크기가 줄어들 수 있지만 연결성은 향상될 수 있으며, “모성으로의 전환에 의해 영향을 받지 않는 뇌 영역은 몇 개에 불과하다”고 한다. 이 연구는 저널 ‘Nature Neuroscience’에 월요일 발표되었다.
이 발견은 저자들이 임신 전 3주부터 아이의 출생 후 2년까지 연구한 건강한 38세 여성에 기반하고 있다. 캘리포니아 대학교 어바인 캠퍼스의 엘리자베스 R. 크라스틸 교수는 시험관 아기를 출산하였다. 크라스틸은 이 프로젝트를 구상하였고 자신을 연구 참여자로 활용하고 싶어 했다. 이는 이전 연구에서도 동일하게 이루어진 바 있다.
“우리는 임신의 신경생물학에 대해 아직 이해하지 못한 것이 많다”라고 연구의 주요 저자이자 캘리포니아 대학교 샌타바버라 캠퍼스의 심리학 및 뇌 과학과의 부교수인 에밀리 제이콥스 박사는 이 연구에 대한 브리핑에서 말했다. “그리고 이는 여성들이 너무 복잡해서가 아니다. … 이는 생물의학 과학이 역사적으로 여성의 건강을 무시해온 결과이다. 2024년이 되었고, 이것은 우리가 경험하는 매혹적인 신경생물학적 전환에 대한 첫 번째 통찰이다.”
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성관계를 가진 여성의 약 85%가 어떤 피임 방법도 사용하지 않을 경우 1년 이내에 임신할 것으로 예상할 수 있으며, 매년 약 2억 800만 명의 여성들이 임신한다.
“뇌는 내분비 기관이며 성 호르몬은 강력한 신경 조절 인자이다. 하지만 이러한 지식의 많은 부분은 동물 연구에서 나왔다”라고 제이콥스는 말했다. 인간 연구는 대개 특정 시점에서 특정 집단의 사람들로부터 수집된 뇌 이미징과 내분비 평가에 의존한다.
“하지만 이러한 집단 평균 접근법은 호르몬이 흐르는 방식에 따라 뇌가 어떻게 변화하는지에 대해서는 아무것도 알 수 없다”라고 제이콥스는 덧붙였다. “저는 캘리포니아 대학교 샌타바버라 캠퍼스에서 정밀 이미징 방법을 사용하여 서카디안 주기, 월경 주기, 폐경기와 같은 주요 신경내분비 전환에 대한 뇌의 반응을 이해하고, 이 논문에서는 인간이 경험할 수 있는 가장 큰 신경내분비 전환인 임신을 연구하고 있다.”
제이콥스와 동료들은 첫 임신한 여성에게 26회의 MRI 촬영과 혈액 검사를 시행하였고, 이를 임신하지 않은 8명의 대조 참가자에서 관찰된 뇌 변화와 비교하였다.
임신 9주 차에, 저자들은 회색질 부피와 대뇌 피질의 두께가 전반적으로 감소하였음을 발견하였으며, 특히 사회적 인지 기능과 관련된 기본 모드 네트워크와 같은 영역에서 더 두드러졌다. 회색질은 감각과 언어, 사고, 기억 같은 기능을 제어하는 필수적인 뇌 조직이다. 어린 시절 정점에 이른 뒤, 피질 두께는 평생에 걸쳐 감소한다.
스캔 결과, 두 번째와 세 번째 삼 분기 동안 뇌척수액과 백질 미세구조의 증가가 나타났으며, 이는 모두 에스트라디올과 프로게스테론 호르몬의 농도 상승과 관련이 있었다. 뇌척수액은 뇌에 영양, 보호 및 노폐물 제거를 제공하는 데 도움이 된다. 백질은 뇌의 다양한 영역 간 소통과 정보 처리를 돕는다.
피질의 부피와 두께를 포함한 일부 변화는 출생 후 2년 동안 지속되었지만, 다른 변화는 약 2개월 후 출산 전 수준으로 되돌아갔다. 대조군과 비교할 때, 여성의 회색질 부피 변화는 거의 세 배 더 높았다.
“이 연구는 임신 중 건강한 뇌 변화를 지원하는 방법에 대해 자세히 탐구할 수 있도록 데이터 기반을 제공함으로써 향후 연구의 토대를 마련하는 데 근본적이다”라고 프랑스의 신경과학자이자 치료사이자 저자인 조디 파울루스키 박사는 이메일을 통해 말했다. 파울루스키는 연구에 참여하지 않았다.
이 사례 연구는 또한 “정밀 이미징 연구가 임신 기간 동안 발생하는 뇌 변화의 전체 동적 범위를 감지하기에 적합하다는 증거”라고 캘리포니아 대학교 샌타바버라 캠퍼스의 제이콥스 연구소에서 인간 신경과학 연구를 하고 있는 마그달레나 마르티네즈 가르시아 박사는 말했다. 그녀는 이 연구에 참여하지 않았다.
이러한 뇌 변화가 출산 부모에게 가져올 수 있는 기능적 의미는 아직 밝혀지지 않았다고 암스테르담 대학교 의과대학의 임신과 뇌 연구실 소장이자 연구에 참여하지 않은 엘셀라인 호엑세마 박사가 이메일을 통해 밝혔다.
그러나 호엑세마의 이전 연구 중 일부는 임신 관련 뇌 변화와 출산 부모의 뇌와 몸이 아기 신호에 반응하고 결합하는 방식 사이의 연관성을 나타냈다고 덧붙였다. 이러한 발견은 모성 돌봄의 시작과 지속을 위해 중요한 뇌 변화가 있음을 보여주는 동물 연구와 일치한다.
회색질 부피와 피질 두께의 감소는 모성 뇌에 대해 “양이 적은 것이 더 좋을 수 있다”는 아이디어를 나타낼 수 있다고 파울루스키는 말했다. “더 효율적이 되는 것으로 보인다.”
반대로 백질 미세구조의 증가는 “서로 다른 뇌 영역 간의 정보 및 의사소통 교환의 증가”를 의미할 수 있다고 파울루스키는 말했다. 이러한 발견은 출산 전 정신 건강 문제를 예방하거나 치료하거나 모성으로의 건강한 전환을 지원하는 데 중요한 의미가 있을 수 있다.
물론, 한 여성에게 발생하는 이러한 신경 변화가 모든 사람에게 동일하게 발생하지 않거나 동일한 정도로 발생하지 않는다는 것을 전문가들은 지적하였다. 따라서 더 많은 참가자가 참여하는 연구의 재현이 필요하다.
그러나 현재까지의 연구는 변화가 “다양한 여성들 간에 상대적으로 매우 일관되다”고 호엑세마는 말했다. “한 연구에서 우리는 모든 참가자가 컴퓨터 알고리즘을 기반으로 뇌의 변화만으로 임신 여부를 분류할 수 있었다. 그리고 지금까지 우리는 이러한 변화를 이미 재현하였다.”
답변이 없는 질문에도 불구하고, 파울루스키는 출산 부모에게 이러한 변화가 정상적이고 건강하다는 것을 알리고 싶어 하며, 이는 일부 사람들이 모성의 전형적인 경험이라고 믿는 결핍이 아니라는 것을 강조했다.
“우리의 무지는 결과를 초래한다”라고 제이콥스는 말했다. 예를 들어 과학자들은 산후 우울증이 나타나기 전에 이를 예측하거나 자간전증이 뇌 건강에 미치는 장기적인 영향을 이해하기 위한 데이터를 가지고 있지 않았다.
이 연구는 또한 앤 S. 바우어스 여성 뇌 건강 이니셔티브와 찬 주커berg 이니셔티브가 지원하는 국제적 노력인 모성 뇌 프로젝트의 시작을 나타내며, 많은 더 많은 여성들과 그들의 파트너들이 캘리포니아 대학교 샌타 바버라와 스페인에서 등록되고 있다.
“우리는 더 나은 데이터가 필요하다”고 제이콥스는 덧붙였다. “지난 30년 동안 발표된 50,000개의 뇌 이미징 논문 중에서 여성의 건강 요인, 예를 들어 임신과 같은 주제에 집중한 것은 0.5%도 안 된다. 따라서 과학적 지식의 몸체에 대해 이야기할 때, 우리는 누가 그 몸을 위한 것인지 검토해야 한다.”
정정: 이 기사의 이전 버전에서 크라스틸 박사가 교수직을 가진 대학교를 잘못 언급했습니다.
