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* 60~70세 사이의 건강한 노인 28명과 젊은 비교 실험자 30명에게 뇌 스캐너 테스트
* 젊은 피험자가 의미론적 과제를 더 잘 풀수록 이 두 네트워크 내 내부 연결이 더 강해져
* 노년 세대의 경우 연결이 증가함에 따라 인지 성능이 향상됐으나 효율성은 떨어졌다.
* 특정 부위에서 신경 반응이 약해지는 경우가 있는 것 같다.

왜 나이들면 단어들이 잘 생각나지 않을까
오래된 뇌의 네트워크 연결은 비슷하지만 효율성이 떨어진다.

무엇이라고 불렀을까?
노년에 우리는 때때로 적절한 단어를 찾기가 어렵다는 것을 알게 된다. 신경 과학자들이 최근 왜 그런지 알아냈다. 적절한 용어를 검색할 때 유사한 네트워크가 젊은이와 노인 뇌에서 활성화된다. 그러나 노인의 경우 이러한 네트워크 내의 연결이 덜 효율적이며 더 능력을 완전히 활용할 수 없다. 

▲ 왜 나이들면 단어들이 잘 생각나지 않을까? pixabay

우리는 나이가 들수록 결정적인 순간에 적절한 말을 하기가 점점 더 어려워진다.
우리의 어휘는 삶의 과정에서 성장하며 실제로 젊었을 때보다 더 많은 풍부한 선택권을 제공해야 한다. 그런데도 노인들이 의미 기억을 활성화하고 적절한 용어를 불러내는 것이 점점 더 어려워지고 있다. 왜 그런지 지금까지 불명확했다.

두뇌 스캐너의 단어 테스트

최근 라이프치히에 있는 Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences의 산드라 마틴(Sandra Martin)과 그녀의 동료들의 비교 연구는 연령별로 단어를 찾는데 장애가 되는 가능한 원인을 알려준다. 실험을 위해 그들은 60~70세 사이의 건강한 노인 28명과 젊은 비교 실험자 30명에게 뇌 스캐너 테스트를 요청했다.

실험 대상자가 자기 공명 단층 촬영 장치에 누워 뇌 활동을 기록하는 동안 의미론적 과제를 해결했다. 예를 들어 동물, 금속 또는 차량과 같이 주제 범주에 맞는 단어를 최대한 많이 이름을 지정하도록 요청받았다. 개별 테스트 섹션은 비교 목적으로 계산 작업에 의해 중단되었으며 범주는 무거운 블록과 가벼운 블록이 번갈아 가며 엇갈리게 배치되었다.

▲ 노년에는 단어와 개념이 더 어려워진다. 왜 그럴까 © ersinkisacik / 게티 이미지

두 개의 네트워크가 관련돼 있다.

결과:
예상대로 젊은 피험자들은 단어 찾기 테스트에서 더 나은 성과를 보였다. 답변하는데 걸리는 시간도 적었다. 두뇌 활동의 평가는 주로 두 개의 네트워크가 두 연령 그룹 모두에서 의미 기억 운동에 관련되어 있음을 보여주었다. 한편, 언어 센터를 포함하고 사실 지식이 저장되는 좌반구에 위치한 의미 기억 네트워크에 관한 것이다.

그러나 주의와 기억과 같은 일반적인 기능을 담당하고, 기억보다는 실행 기능과 더 많은 관련이 있는 소위 도메인 일반 다중 수요 네트워크(MDN)가 있다. 젊은 피험자가 의미론적 과제를 더 잘 풀수록 이 두 네트워크 내 내부 연결이 더 강해졌다.

▲ 실험적 설계. (A) 의미론적 유창함의 교대 블록과 16초 휴식 기간으로 구분된 계산 작업으로 구성된 fMRI 실험. (B)와 (C)는 두 작업 모두에서 진행형 설계의 구현을 보여준다. 절차는 두 작업 모두 동일했다. 참가자들은 범주에 대해 하나의 예시를 생성하거나 녹색 십자가당 하나의 숫자(여기서는 짙은 회색으로 표시됨)를 각각 말하고 십자가가 빨간색으로 바뀌면(여기서는 밝은 회색으로 표시됨) 일시 중지하도록 지시했다. 각 블록에는 불안한 자극 간 간격으로 분리된 9개의 시도가 포함됐다. (출처: 관련논문 그림1, Age-Dependent Contribution of Domain-General Networks to Semantic Cognition)

유사하게 연결되지만 효율성이 떨어짐

나이 든 사람들은 그렇지 않았다.
“이러한 작업의 연결 패턴은 실제로 젊은 뇌의 패턴과 유사하다. 그러나 젊은 세대의 성능과 처리 효율성은 네트워크 동기화가 증가함에 따라 증가했지만 노년 세대의 경우에는 그렇지 않았다. 연결이 증가함에 따라 인지 성능이 향상되었으나 효율성에서는 그렇지 않았다.

다시 말해, 오래된 뇌는 더 두 네트워크 내의 연결을 완전히 활용할 수 없다.
결과적으로 주요 네트워크의 정보 흐름은 젊은 네트워크보다 덜 효과적이다. 동시에 노인들은 집행 영역에서 더 많은 활동과 두 네트워크 간의 더 강한 연결을 보여주었다. Martin과 그녀의 동료들에 따르면, 이는 이 개인들이 전체적으로 작업을 완료하기가 더 어려웠음을 시사한다.

왜 그럴까?

활동 패턴이 나이에 따라 변하는 이유는 아직 완전히 이해되지 않았다.
하지만 특정 부위에서 신경 반응이 약해지는 경우가 있는 것 같다. 연구팀은 "우리의 결과는 신경 역분화로 인한 노화 뇌의 효율성 감소에 대한 새로운 증거를 제공한다"고 말했다.

노인들이 실제로 의미론적 지식이 더 많다고 해도 이것은 이 기억 내용의 검색에 영향을 미친다. "구조적 수준에서 회백질의 분해도 역할을 할 수 있으며, 이는 네트워크 간의 교환으로 보상되어야 한다"고 Martin은 말했다.
(Cerebral Cortex, 2021; doi: 10.1093/cercor/bhab252)

출처: Max-Planck-Gesellschaft

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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