과학자들, 인간 뇌세포가 냄새를 처리하는 방식을 최초로 지도화

역사상 처음으로, 연구진은 깨어 있는 사람에게서 다양한 향을 맡는 동안 개별 뉴런의 활동을 성공적으로 기록했다. 이 획기적인 연구는 Nature에 실리며 동물 실험과 인간 후각 이해 사이에 있던 수십 년 간의 격차를 메우는 데 기여했다.

혁신적인 기록 기술이 밝힌 냄새의 신경 비밀

보른 대학병원 소속 과학자들이 이끄는 팀은 최신 기록 기법을 활용해 의식이 깨어 있는 참가자들의 후각 피질(후각 피질)과 내측 측두엽에서 단일 뉴런 활동을 모니터링했다. 참가자들이 향을 평가·식별하는 과제를 수행하는 동안, 연구진은 후각 피질, 편도체, 내후각 피질, 해마 등 여러 뇌 영역에서 실시간 신경 발사 패턴을 포착했다.

그 결과는 마치 서로 다른 악기가 각기 다른 파트를 연주하는 정교한 신경 오케스트라와 같았다. 후각 피질의 뉴런은 주로 향의 화학적 정체성을 코드화해 뇌의 “냄새 지문” 탐지기 역할을 한다. 반면 해마의 뉴런은 주관적인 향 인식을 반영하며, 참가자가 특정 향을 얼마나 정확히 구별할 수 있는지를 예측했다.

단순 감지를 넘어선 다감각 통합

가장 놀라운 점은 인간 뇌의 냄새 처리 메커니즘이 단순히 냄새를 감지하는 수준을 넘어, 시각 정보와도 연계된다는 사실이다. 후각 피질의 뉴런은 실제 향에만 반응하는 것이 아니라, 향과 연관된 이미지에도 일관되게 반응한다. 이는 후각과 시각이 융합된 다감각 처리 시스템을 의미한다.

편도체는 특히 흥미로운 행동을 보였다. 이 영역의 뉴런은 향의 정서적 가치(쾌감·불쾌감)를 코드화해, 특정 향이 강렬한 감정 반응과 기억을 일으키는 이유를 설명한다.

인간 지각 이해에 미치는 파급 효과

연구는 같은 향에 반복적으로 노출되면 뉴런들의 발화 속도가 감소한다는 사실도 밝혀냈다. 이는 단일 세포 수준에서의 반복 억제와 적응을 보여주며, 부엌에서 커피 향이 서서히 사라지는 현상이나 자신이 쓰는 향수에 익숙해지는 현상을 뇌 과학적으로 설명한다.

가장 눈에 띄는 발견은 의미적으로 일관된 향과 이미지 정보를 동시에 처리하는 뉴런, 즉 “개념 세포”를 확인한 점이다. 이는 인간의 후각이 단순히 화학 물질을 감지하는 시스템을 넘어, 여러 감각과 추상적 의미를 결합하는 복합적인 개념 코딩 체계의 일부임을 시사한다.

이러한 연구는 감각 처리 장애를 이해하고, 후각 관련 질환의 치료법을 개발하며, 인간 뇌가 어떻게 풍부한 감각 경험을 구축하는지에 대한 근본적인 지식을 확장하는 새로운 길을 열어줄 것이다.