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스탠퍼드는 뇌가 서로 다른 두 기관이라고 한다. 정말일까?

내 뇌는 정말 서로 분리된 두 개의 기관일까요? 2026년 9월 Nature Neuroscience에 실린 스탠퍼드 연구는 배아에서 뇌의 앞쪽(전뇌와 중뇌)과 뒤쪽(후뇌)이 서로 다른 두 무리의 전구세포에서 자란다고 보고했고, 보도자료는 뇌를 두 개의 기관이라고 표현했습니다. 이 영상은 실험이 무엇을 측정했는지, 해석이 어디서 시작되는지를 살펴봅니다. Nieuwkoop의 1952년 한 장짜리 모델, 생쥐 배아의 세포 표지, 한 계통에서 다른 계통으로 전환되지 않은 인간 줄기세포, 뇌가 없는 도토리벌레에서도 나타난 같은 분리, 비판자들, 빗해파리와 해파리, Hox 유전자가 패턴을 정하는 후뇌, ALS와 SMA 연구를 위한 실험실 배양 후뇌 운동 뉴런, 그리고 이것이 '도마뱀 뇌' 이야기가 아닌 이유를 다룹니다. 여기서 말하는 것은 앞과 뒤이며, 좌우 대뇌 반구가 아닙니다.

이 글은 영상 내레이션 전문입니다. YouTube에서 보기

01 · 0:00

뇌는 두 개의 기관일까?

뇌는 두 개의 기관일까?
▶ Beyond Headlines · 0:04

뇌는 정말 서로 분리된 두 기관일까요? 2026년 9월, 스탠퍼드대학교가 이런 제목을 내걸었습니다. 인간의 뇌는 서로 분리된 두 기관이라는 연구 결과입니다. 스미스소니언 매거진은 더 생생하게 표현했습니다. 서로 다른 두 신경계가 한데 눌려 붙었다고요. 무엇보다 이건 좌뇌와 우뇌, 또는 뇌량 절단 환자 이야기가 아닙니다.

여기서 분할은 앞에서 뒤로 이어집니다. 한쪽은 전뇌와 중뇌입니다. 다른 쪽은 두개골의 뒤쪽과 바닥, 뇌와 척수가 만나는 곳에 있는 후뇌입니다. 두 부분이 서로 다른 두 종류의 시발 세포에서 자란다는 주장입니다.

뇌는 두 개의 기관일까?
▶ Beyond Headlines · 0:38

닷새 뒤, 아스 테크니카의 과학 편집자는 뇌가 둘은 아니라고 썼습니다. 그럼 누가 맞을까요? 긴 설명에 앞서 짧게 답하겠습니다. 실험은 두 시발 세포 집단을 강하게 뒷받침하지만, 아주 잠깐의 공통 시발 세포까지 배제하진 못합니다.

둘을 두 기관이라 부르는 건 해석이고, 수석 연구자도 하나의 생각일 뿐이라고 합니다. 증거와 해석의 경계를 보려면 1952년 도롱뇽 실험부터 봐야 합니다.

02 · 1:12

교과서 속 하나의 신경판

교과서 속 하나의 신경판
▶ Beyond Headlines · 1:16

모든 척추동물의 뇌는 배아 등쪽의 평평한 세포판, 신경판에서 시작합니다. 그 판이 말려 관이 되고, 관 앞부분이 부풀어 뇌가 됩니다. 이 한 장의 세포판은 어느 끝이 전뇌가 되고 어느 끝이 후뇌가 될지 어떻게 알까요? 1952년, 네덜란드 발생학자 피터르 니우코프는 영원과 도롱뇽 배아로 알아보려 했습니다.

그는 바깥 조직 조각을 떼어 배아 신경 조직의 서로 다른 높이에 밀어 넣었습니다. 각 조각에서 배아로부터 가장 먼 끝은 전뇌 조직이 됐습니다. 밑부분에 가까운 쪽은 꽂힌 위치에 맞춰 더 뒤쪽 부분이 됐습니다. 이런 실험으로 그는 두 단계 모형을 제안했습니다.

첫 단계에서는 신호가 평범한 바깥 조직을 신경 조직으로 바꿉니다. 그대로 두면 새 신경 조직은 앞쪽 구조, 즉 전뇌와 중뇌만 됩니다. 둘째 단계에서는 이미 신경 조직인 곳에만 두 번째 신호가 작용해 뒤쪽으로 옮깁니다. 더 오래 강하게 노출될수록 조직은 더 뒤쪽, 후뇌를 거쳐 척수가 됩니다.

이 모형에서는 시작 세포판이 하나고, 뇌 뒤쪽은 변형된 앞쪽입니다. 1999년 종설은 이 모형이 그때까지 살아남아 새 실험을 설명하는 데 여전히 인용됐다고 했습니다. 2026년 논문을 다룬 네이처 뉴스 기사도 같은 그림으로 시작합니다. 기사에 따르면 수십 년간 많은 과학자는 한 시발 세포 유형이 뇌 전체를 만든다고 봤습니다.

교과서 속 하나의 신경판
▶ Beyond Headlines · 2:32

새 연구를 이끈 스탠퍼드 생물학자 카일 로는 이를 폐에 비유합니다. 폐는 좌우 두 엽이지만, 별개의 두 기원에서 왔다고 보는 이는 없습니다. 뇌의 여러 부분도 앞뒤로 이어져 있어 하나의 기원이라는 생각이 당연해 보였습니다. 이후 이야기에서 중요한 유전자는 Otx2와 Gbx2 두 개입니다.

생쥐에서는 Otx2가 전뇌와 중뇌에서 켜지고, Gbx2는 후뇌 앞부분에서 켜집니다. 둘은 중뇌와 후뇌 사이 한 경계에서 만납니다. 1999년 연구에서 Gbx2가 없는 생쥐에서는 Otx2 영역이 뒤쪽으로 퍼졌습니다. Otx2 영역 안에서 Gbx2를 켜자 경계가 앞으로 밀렸고, 배아의 후뇌가 더 커졌습니다.

로는 1990년대에도 사람들이 이 두 유전자를 배아의 서로 다른 부분에서 봤다고 말합니다. 새 질문은 더 이른 시점으로 갑니다. 그 경계 양쪽의 세포는 처음부터 서로 다를까요?

03 · 3:48

실험 1: 생쥐 배아의 세포 표지

실험 1: 생쥐 배아의 세포 표지
▶ Beyond Headlines · 3:52

스탠퍼드의 로 연구실에서 나온 이 연구는 2026년 9월 18일 네이처 뉴로사이언스에 실렸습니다. 우연히도 니우코프는 정확히 30년 전인 1996년 9월 18일 세상을 떠났습니다. 논문 전문은 유료지만, 2025년 7월 이전 판본이 공개돼 여기 제시하는 수치는 그 사전 공개본에서 왔습니다. 출판본 그림이 다르면 말하겠습니다.

첫 실험은 생쥐 배아의 세포를 시간에 따라 추적했습니다. 생쥐는 약물을 한 번만 투여해도 영구적으로 그 순간 뒤쪽 유전자 Gbx2가 켜진 세포를 표지하도록 유전적으로 설계됐습니다. 표지된 세포는 빨갛게 변했고, 그 후손도 모두 그랬습니다.

발생 7.5일째, 낭배형성 중에 연구진은 그 약물을 투여했습니다. 낭배형성은 배아가 기본 층을 만들며 두 종류의 시발 세포가 처음 나타나는 때입니다. 여기서는 시점이 중요했습니다. 앞선 연구도 몸에 며칠 남는 약물 타목시펜으로 비슷하게 실험했습니다.

그러면 나중에 Gbx2가 켜진 후뇌 세포까지 표지할 수 있었습니다. 이번 연구진은 몸에서 빨리 사라지는 약물을 써서 표지 창을 약 12시간으로 줄였습니다. 하루 뒤와 이틀 뒤, 빨간 세포는 후뇌에만 있었고 전뇌와 중뇌에는 하나도 없었습니다. 출생 무렵인 18.5일째에도 빨간 세포는 전뇌와 중뇌에 사실상 없었습니다.

반나절 앞선 7일째에 표지해도 같은 양상이 나왔습니다. 하지만 이 실험은 이미 뒤쪽에 있던 세포만 따라갑니다. 그래서 연구진은 어느 쪽도 고르지 않는 두 번째 실험을 했습니다. 세 가지 색 중 하나로 단일 세포를 무작위 표지하는 유전 도구 컨페티를 썼습니다.

실험 1: 생쥐 배아의 세포 표지
▶ Beyond Headlines · 5:21

표지된 세포 하나는 같은 색의 작은 무리로 자랍니다. 16개 배아에서 신경 조직 유래 세포 무리 494개를 셌습니다. 그중 311개, 약 63퍼센트는 전뇌와 중뇌에서 셌습니다. 161개, 약 33퍼센트는 후뇌에서 셌습니다.

저자들은 각 무리가 거의 전적으로 한쪽 또는 다른 쪽에 있었다고 설명합니다. 합치면 약 96퍼센트입니다. 나머지 22개 무리는 약 4.5퍼센트로, 경계 양쪽에 걸쳐 있었습니다. 세는 규칙도 중요합니다. 경계를 넘은 세포가 두 개 미만인 무리는 세포가 더 많은 쪽으로 셌습니다.

흩어진 세포 하나만 혼합으로 간주했다면 혼합 비율은 더 높았을 겁니다. 아스 테크니카는 당연한 점을 짚었습니다. 96퍼센트는 100퍼센트가 아닙니다. 스탠퍼드 보도자료는 두 집단이 절대 겹치지 않는다고 말해 데이터보다 더 나아갔습니다. 그래도 저자들의 결론은 수치에서 따라옵니다. 낭배형성 끝 무렵,

이 세포 대부분은 이미 전뇌나 후뇌로 향하고 있습니다.

04 · 6:50

실험 2: 한 계통에서 다른 계통으로 전환되지 않은 인간 줄기세포

실험 2: 한 계통에서 다른 계통으로 전환되지 않은 인간 줄기세포
▶ Beyond Headlines · 6:54

생쥐는 사람이 아니므로 배양 접시에서 인간 줄기세포도 연구했습니다. 거의 모든 조직이 될 수 있는 인간 다능성 줄기세포 여러 계통을 썼습니다. 다른 신호 조합으로 이틀 안에 앞쪽형 또는 뒤쪽형 시발 세포로 만들었습니다. FGF와 비타민 A 유사 레티노이드를 넣고 BMP, TGF-beta, WNT 세 신호를 막으면 뒤쪽형이 됐습니다.

그리고 핵심 실험이 이어졌습니다. 뒤쪽형 세포에 보통 전뇌와 중뇌를 만드는 신호를 줬습니다. 이틀 뒤에도 대부분은 전환되지 않았습니다. 앞쪽형 세포에 후뇌 신호를 줘도 역시 전환되지 않았습니다.

두 명의 주저자 중 한 명인 대학원생 레이얀 조카이가 실용적 교훈을 말했습니다. 그는 후뇌 뉴런을 만들려던 이전 시도가 앞쪽형 세포에서 시작했을 가능성이 크고, 이 연구가 그게 불가능함을 보인다고 했습니다. 그래도 결과가 절대적이진 않았습니다. 두 유형을 함께 키우자 몇몇 뒤쪽형 세포가 뇌 앞쪽 표지자인 SIX3를 켰습니다.

실험 2: 한 계통에서 다른 계통으로 전환되지 않은 인간 줄기세포
▶ Beyond Headlines · 7:42

이 유전자를 기억해 두세요. 나중에 다시 나옵니다. 연구진은 세포 유형마다 DNA를 포장하는 방식, 즉 조절층인 염색질도 살폈습니다. 염색질은 세포가 어떤 유전자를 쉽게 쓸지 결정하는 데 도움을 줍니다. 두 유형은 열린 DNA와 닫힌 DNA의 양상이 뚜렷하게 달랐습니다.

저자들은 이 차이가 각 세포를 그 경로에 붙잡아 두는 요인 중 하나라고 해석합니다. 다만 배양 접시는 실제 배아의 완전한 복잡성을 재현하지 못할 수 있다고 경고합니다.

05 · 8:30

원숭이, 병아리, 물고기, 뇌 없는 도토리벌레

원숭이, 병아리, 물고기, 뇌 없는 도토리벌레
▶ Beyond Headlines · 8:34

연구진은 이 분리가 생쥐와 인간에게만 나타나는지 물었습니다. 마카크, 닭, 제브라피시 배아의 발표된 단일 세포 데이터를 재분석했습니다. 모두에서 앞쪽과 뒤쪽, 두 시발 세포 집단을 찾았습니다. 이제 뇌가 전혀 없는 동물도 살폈습니다.

도토리벌레는 해저를 파고드는 작은 동물로, 흩어진 신경망만 지녔습니다. 2003년 연구는 척삭동물 신경계의 형성 양식을 정하는 유전자 22개가 그 바깥층에서 척수를 가진 동물과 거의 같은 앞뒤 순서로 켜진 사실을 찾았습니다. 그 연구 저자인 크리스토퍼 로도 2026년 논문에 참여했습니다.

원숭이, 병아리, 물고기, 뇌 없는 도토리벌레
▶ Beyond Headlines · 9:16

낭배형성 중 도토리벌레 배아에서도 같은 두 부분의 분리를 봤습니다. 출판된 논문은 사전 공개본보다 근거가 더 강합니다. 사전 공개본은 그 염색 결과가 종마다 배아 한 개에서 나왔다고 했습니다. 출판된 그림은 닭 배아 5개, 제브라피시 9개, 도토리벌레 10개를 대표한다고 합니다.

도토리벌레와 인간의 마지막 공통 조상은 5억 년도 더 전에 살았습니다. 출판된 초록은 도토리벌레가 속한 반삭동물과 포유류 계통의 분리를 5억 5천만 년 전으로 봅니다. 로는 초대륙 판게아가 형성되기 전이라고 지적합니다. 그만큼 오래된 분리라면, 우리 계통에서 뇌라고 부를 만한 것이 생기기 전부터 있었던 셈입니다.

06 · 9:57

반론: 정말 둘일까?

반론: 정말 둘일까?
▶ Beyond Headlines · 10:01

두 시발 세포 집단이면 두 기관이라는 뜻일까요? 논문 초록은 신중하게 표현합니다. 뇌는 복합 기관이라고 가정합니다. 로는 인터뷰에서 더 나아갑니다. 그는 노틸러스에 뇌를 하나의 기관으로 보는 건 역사적 시대착오라고 했습니다.

그의 논리는 과학자들이 한 두개골 속 큰 물렁한 회색 덩어리 하나를 지닌 생쥐와 인간부터 연구했다는 겁니다. 적어도 별도의 기관 둘은 있다는 말입니다. 스탠퍼드 보도자료는 뇌를 영리하게 포장한 두 고대 신경계라고 부릅니다. 10월에 로는 라이브 사이언스에 이건 생각일 뿐이며, 과학자들이 더 알게 되면 바뀔 수 있다고 했습니다.

외부 과학자들은 더 신중했습니다. 연구에 참여하지 않은 UC 샌프란시스코의 알렉스 폴런은 네이처 뉴스에서 문제를 제기했습니다. 그는 두 집단이 잠시 존재한 하나의 시발 세포에서 나오지 않았음을 증명하기 어렵다고 했습니다. 저자들도 그 가능성에 동의합니다.

저자들은 아주 짧게 존재하는 뇌 전체 시발 세포를 배제할 수 없다고 썼습니다. 프레드 허친슨 암센터의 세실리아 모엔스는 두 운명이 완전히 고정됐다고 확신하지 않습니다. 그녀는 잠깐이라도 세포가 운명을 바꾸는 걸 봤습니다. 저자들은 살아 있는 배아에서 세포가 정말 운명 결정됐는지는 아직 밝혀야 한다고도 합니다.

아스 테크니카의 존 팀머는 다른 각도에서 봤습니다. 뉴런이 되기로 운명 결정된 첫 세포가 나타날 때면 배아는 이미 머리와 꼬리, 등과 배를 구별한다고 썼습니다. 그러니 신경세포가 자신이 어디에 있는지 어느 정도 아는 건 놀랍지 않습니다.

반론: 정말 둘일까?
▶ Beyond Headlines · 11:29

그의 결론입니다. 뇌는 하나이고 그 안에 뚜렷한 영역이 여럿 있습니다. 더 거센 반발도 있었습니다. 로는 몇 년 전 강연 뒤 발생생물학과장이 일어나 "완전히 틀렸다"고 했다고 합니다. 그는 논문을 출판하는 일이 꽤 험난한 싸움이었다고 했습니다.

반기는 사람도 있습니다. 나폴리대학교의 안나 디 코스모는 라이브 사이언스에 이 연구가 척추동물 뇌의 아주 오래된 기원부터 기본적으로 모듈식임을 보여준다고 말했습니다. 그렇다면 여기서 기관이라는 말은 실제로 무엇을 뜻할까요? 저자들은 심장을 가리킵니다.

심장은 첫째와 둘째 심장장이라는 두 세포 집단에서 자라 서로 합쳐져 하나의 기관이 됩니다. 누구도 심장이 두 개라고 하진 않습니다. 척수도 이미 자체의 별도 시발 세포에서 생긴다고 알려져 있습니다. 더 넓게 보면 중추신경계 전체가 여러 영역 특이적 시발 세포를 이어 붙여 만들어졌을 수 있다는 뜻입니다.

로는 이제 연구실에서 척수를 직접 시험하고 있다고 말합니다. 소뇌에 대해서는 어느 쪽이든 뒷받침할 데이터가 전혀 없다고 합니다. 공정하게 말하면 뇌는 두 시작점에서 만들어졌을 가능성이 있고 과학자들은 그 뜻을 아직 논쟁 중입니다.

07 · 12:57

신경계는 몇 번 진화했을까?

신경계는 몇 번 진화했을까?
▶ Beyond Headlines · 13:01

로의 더 큰 생각은 진화론적입니다. 두 오래된 신경계가 서로 밀려 한데 합쳐졌다는 겁니다. 이를 판단하려면 초기 신경계가 얼마나 특이했는지 알아보는 게 도움이 됩니다. 빗해파리부터 보죠. 2023년 염색체의 유전자 순서를 연구한 논문은 빗해파리를 다른 모든 동물의 자매군으로 놓았습니다.

다시 말해 이 계통은 해면동물보다도 먼저 갈라졌을 가능성이 있습니다. 2014년 빗해파리 게놈 연구 저자들은 신경계가 독립 기원일 가능성을 제시했습니다. 2023년 과학자들은 전자현미경으로 하루 된 흔한 빗해파리인 해호두의 신경망을 지도화했습니다. 신경망 뉴런 다섯 개가 틈 하나 없이 하나의 연속된 막을 공유하며 융합돼 있었습니다.

저자들은 이를 합포체성 신경망이라고 불렀습니다. 사이언스 뉴스는 빗해파리가 다른 진화 기원의 두 신경계 모자이크일 수도 있다고 보도했습니다. 이런 발견은 뉴런이 두 번 진화했을 수 있다는 생각에 힘을 보탭니다. 플로리다대학교의 조지프 라이언은 회의적입니다.

그는 우리는 거의 10억 년에 이르는 진화를 다루고 있다고 말했습니다. 그만한 시간이면 처음에는 하나였던 신경계도 아주 이상하게 바뀔 수 있습니다. 코넬대학교의 레슬리 바보니스는 모든 동물의 공통 조상에서 뉴런이 한 번 진화했다는 증거가 많다고 말합니다. 유니버시티 칼리지 런던의 맥스 텔퍼드는 해면동물에게 신경계가 없는 건 신경계를 잃었기 때문이라는 설명도 충분히 그럴듯하다고 말합니다.

두 기원인지, 아니면 크게 변한 하나의 기원인지는 아직 열려 있습니다. 해파리는 이야기에 한 겹을 더합니다. 로는 해파리가 몸 양끝에 물리적으로 분리된 두 신경계를 가진다고 설명합니다. 연구 문헌은 조금 다르게 설명합니다.

신경계는 몇 번 진화했을까?
▶ Beyond Headlines · 14:47

많은 해파리에서는 중앙 제어 체계가 더 넓게 퍼진 신경망과 함께 작동합니다. 작은 민물 친척 히드라는 바깥층과 안쪽층에 신경망이 하나씩 있고 해부학과 기능이 다릅니다. 어느 쪽이든 어떤 동물은 한 몸에서 둘 이상의 신경망을 운용합니다. 2016년 데틀레프 아렌트 연구진은 이런 신경망이 뇌가 됐다는 가설을 제안했습니다.

초기 신경망은 몸 양끝에 두 개의 제어 중심을 발달시켰습니다. 하나는 정단 신경계로 몸 전체의 생리를 조절했습니다. 다른 하나인 포배공 신경계는 먹이 섭취와 움직임을 조율했습니다. 이 중심들이 커지고 합쳐져 좌우대칭동물의 신경삭과 뇌가 됐다고 연구진은 제안했습니다.

스탠퍼드 이야기와 비슷하게 들립니다. 하지만 2026년 연구는 아렌트의 두 중심이 두 시발 세포 집단과 일치한다는 걸 보여주지 않습니다. 뉴런이 한 번 진화했는지 두 번 진화했는지에 대해 아렌트 자신도 사이언티픽 아메리칸에 아직 결정하지 못했다고 말했습니다. 말미잘 연구도 단서를 하나 더 보탭니다.

말미잘 네마토스텔라에서는 SIX3 계열 유전자 하나가 입 반대쪽 끝에서 켜집니다. 스탠퍼드 연구진이 뇌 앞쪽을 표지할 때 사용한 것과 같은 유전자 계열입니다. 이는 이 동물의 어느 끝이 우리 머리에 해당하는지를 둘러싼 오랜 논쟁의 일부입니다. 2013년 글이 표현했듯이, 먼저 생긴 것은 머리일까요, 뇌일까요?

스미스소니언은 우리 계통과 해파리 조상의 분리를 약 6억에서 7억 년 전으로 봅니다. 도토리벌레 조상과는 대략 5억 5천만에서 6억 년 전에 갈라졌습니다.

08 · 16:33

후뇌, 중뇌, 전뇌: 분절된 후뇌

후뇌, 중뇌, 전뇌: 분절된 후뇌
▶ Beyond Headlines · 16:37

이제 후뇌로 돌아가죠. 만들어지는 방식이 특이합니다. 배아에서 후뇌는 잠시 마름뇌분절이라는 줄지은 구획으로 나뉩니다. 표준 종설은 일곱 개로 세지만 어떤 체계는 여덟 개까지 매깁니다. 각 구획은 계통이 제한된 공간이라 세포는 대체로 자기 구획에 머뭅니다.

스탠퍼드 연구진이 연구한 경계는 아니지만 발생 과정의 또 다른 계통 경계입니다. Hox 유전자 계열은 계단처럼 정돈되고 서로 겹치는 영역으로 후뇌를 따라 켜집니다. 그 영역의 가장자리는 구획 경계와 나란합니다. 얼굴과 턱, 목의 신경인 뇌신경 배열도 어느 구획에서 왔는지 거슬러 올라갈 수 있습니다.

후뇌, 중뇌, 전뇌: 분절된 후뇌
▶ Beyond Headlines · 17:21

Hox 유전자 하나를 망가뜨리면 구획이 바뀝니다. Hoxa1이 없는 생쥐는 마름뇌분절 5를 잃고 4와 6이 융합합니다. Hoxb1이 없으면 마름뇌분절 4가 2의 성질을 띱니다. 이 유전자들을 한 무리 잃으면 마름뇌분절 5와 6의 운동 뉴런이 비정상적으로 발달합니다.

이 체계는 오래됐습니다. 척추동물 계통수 밑부분에 가까운 칠성장어에도 같은 후뇌 분절 Hox 망이 있습니다. 척추동물이 아닌 척삭동물에도 중첩된 Hox 양상은 있지만 후뇌 분절은 없습니다. 그 칠성장어 연구의 저자인 마리앤 브로너도 2026년 논문에 참여했습니다. 마름뇌분절 5와 6이 바로 스탠퍼드 연구진의 다음 목표였습니다.

09 · 18:05

배양 접시 속 후뇌 운동 뉴런

배양 접시 속 후뇌 운동 뉴런
▶ Beyond Headlines · 18:09

연구진은 뒤쪽형 세포에서 시작해 마름뇌분절 5와 6의 표지자를 지닌 운동 뉴런을 길렀습니다. 세포에는 후뇌 표지자 네 개, HOXA1, HOXA3, PHOX2A, PHOX2B가 있었습니다. HOXA5와 MNX1 같은 척수 표지자는 거의 나타나지 않았습니다. 세포는 운동 뉴런이 근육에 신호를 보낼 때 쓰는 화학물질 아세틸콜린을 만드는 장치도 만들었습니다.

세포는 활동 전위라는 전기 신호를 내고 칼슘 영상에서 깜빡였으며 빛으로 작동하는 스위치에도 반응했습니다. 기능 검사는 규모가 작았습니다. 전기 검사와 칼슘 영상은 각각 한 번의 실험에서 네 세포와 열 세포만 봤습니다. 스탠퍼드 보도자료는 인간 다능성 줄기세포가 실험실에서 기능성 후뇌 운동 뉴런이 된 첫 사례라고 말합니다. 하지만 첫 사례라는 말은 범위를 좁혀야 합니다.

2018년 로마 연구진은 Ngn2, Isl1, Phox2a 세 유전자를 강제로 켜 인간 뇌신경 운동 뉴런을 만들었습니다. 그 세포들도 전기적으로 활성 상태였습니다. 발표된 초록은 보도자료보다 절제돼 있습니다. 이 뉴런들이 지금까지 배양 접시에서 만들기 어려웠다고 합니다. 네이처 뉴스는 이를 어려운 성과라고 했습니다.

스탠퍼드 방식은 다릅니다. 유전자를 강제로 켜는 대신 뒤쪽형 시발 세포를 거치는 발생 과정을 따릅니다. 그렇다면 후뇌 운동 뉴런은 왜 중요할까요? 이들은 뇌신경을 통해 얼굴과 턱, 혀, 목으로 이어집니다. 뇌간, 즉 연수 영역은 삼키는 데 필요한 근육을 조절합니다.

배양 접시 속 후뇌 운동 뉴런
▶ Beyond Headlines · 19:29

ALS는 뇌의 상위 운동 뉴런과 뇌간 및 척수의 하위 운동 뉴런을 모두 공격합니다. ALS 환자의 약 3분의 1은 처음 증상이 이런 연수 근육에서 나타납니다. 전형적 ALS 환자의 약 75퍼센트는 결국 삼키기와 말하기, 씹기에 문제를 겪습니다. 대부분은 증상이 시작된 뒤 보통 3년에서 5년 안에 호흡부전으로 사망합니다.

SMA, 즉 척수성 근위축증의 가장 흔한 형태는 SMN1이라는 유전자 두 사본 모두의 결함으로 생깁니다. 이는 말하기와 걷기, 호흡, 삼키기에 필요한 근육을 조절하는 뇌간과 척수의 신경세포를 손상시킵니다. 로의 핵심은 실용적입니다. 연구자들은 질병의 공격 과정을 보려고 환자 후뇌에서 살아 있는 운동 뉴런을 채취할 수 없습니다.

이 뉴런을 배양 접시에서 기르면 질병을 연구할 방법이 생깁니다. 분명히 말하면 이 논문은 아직 질병 실험을 보고하지 않았습니다. 치료제가 아니라 새로운 연구 도구입니다. 연구비에는 NIH와 척수성 근위축증 재단도 포함됐습니다.

10 · 20:49

도마뱀 뇌 신화와 하나의 뇌

도마뱀 뇌 신화와 하나의 뇌
▶ Beyond Headlines · 20:53

삼위일체 뇌나 도마뱀 뇌라는 말을 들어봤을지 모릅니다. 1960년대 폴 맥린이 널리 퍼뜨린 생각은 동물이 진화하며 새 뇌 부위가 오래된 부위 위에 층층이 쌓였다는 겁니다. 2020년 심리학자 대상 논문은 제목으로 답했습니다. 당신의 뇌는 작은 파충류가 든 양파가 아닙니다. 논문은 이런 층층이 쌓였다는 관점이 신경생물학자들 사이에서 오래전에 반박됐고 심리학자들도 버려야 한다고 말합니다.

핵심은 모든 척추동물이 전뇌와 중뇌, 후뇌라는 같은 기본 뇌 영역을 지닌다는 겁니다. 그러니 새 연구를 낡은 파충류 후뇌 위에 새 포유류 전뇌가 올라간 이야기로 읽지 마세요. 이 연구가 말하는 분리는 파충류와 포유류보다 더 거슬러 올라가 도토리벌레와 공유하는 조상에까지 닿을 수 있습니다. 동물 서열이 아닌 세포 기원에 관한 이야기입니다.

도마뱀 뇌 신화와 하나의 뇌
▶ Beyond Headlines · 21:35

다시 말하지만 좌우가 아니라 앞뒤 방향입니다. 그렇다면 뇌는 정말 두 개의 별도 기관일까요? 뇌는 하나이고 뚜렷한 영역들이 함께 작동합니다. 실험이 시사하는 건 이 하나의 뇌가 두 시작점에서 만들어진다는 겁니다.

그 시작점이 한때 서로 다른 두 신경계였는지는 아직 생각일 뿐입니다. 두 시발 세포 집단이 살아 있는 배아 안에서 정말 운명 결정됐는지는 지금 과학자들이 논쟁하는 문제입니다. 하나의 뇌, 두 시작점. 논쟁은 아직 열려 있습니다.

YouTube에서 보기

출처

  • The study: Jokhai, Dundes et al., Nature Neuroscience 2026, doi.org/10.1038/s41593-026-02433-7
  • Preprint (CC BY): Dundes, Jokhai et al., bioRxiv 2025, doi.org/10.1101/2025.07.02.662771
  • Stanford Medicine news release, 18 Sep 2026 (med.stanford.edu); Stanford Report, 18 Sep 2026
  • Nature news, Lynne Peeples, 18 Sep 2026, doi.org/10.1038/d41586-026-02943-1
  • Ars Technica, John Timmer, "Contrary to some reports, you don't have two brains", 23 Sep 2026
  • Smithsonian, Margherita Bassi, 22 Sep 2026; Nautilus, Kristen French, 18 Sep 2026; Live Science, Kenna Hughes-Castleberry, Oct 2026
  • Nieuwkoop's model: Gerhart 1999, Int J Dev Biol 43:605
  • Otx2 and Gbx2: Millet et al. 1999, doi.org/10.1038/43664
  • Acorn worm patterning: Lowe et al. 2003, Cell
  • Comb jellies: Schultz et al. 2023, doi.org/10.1038/s41586-023-05936-6; Moroz et al. 2014, Nature; Burkhardt et al. 2023, doi.org/10.1126/science.ade5645; Science News, 20 Apr 2023; Scientific American, 4 Jan 2024
  • Jellyfish nerve nets: Satterlie 2011, doi.org/10.1242/jeb.043687; Jokura & Jékely 2026, EMBO J (PMC13482580)
  • Arendt, Tosches & Marlow 2016, doi.org/10.1038/nrn.2015.15
  • Head and brain origins: Mejia 2013, doi.org/10.1371/journal.pbio.1001484
  • Hindbrain segments and Hox: Alexander, Nolte & Krumlauf 2009, Annu Rev Cell Dev Biol 25:431; Parker, Bronner & Krumlauf 2014, doi.org/10.1038/nature13723
  • Cranial motor neurons by gene induction: De Santis et al. 2018, Stem Cell Research
  • ALS and SMA: NINDS fact sheets (ninds.nih.gov)
  • Triune brain: Cesario, Johnson & Eisthen 2020, doi.org/10.1177/0963721420917687
  • Figures, images and video credits
  • Study figures: Dundes, Jokhai et al., bioRxiv 2025 preprint, CC BY 4.0
  • Wikimedia Commons, CC BY 4.0: Amin et al., Nesnad, Nistor et al., Stephen Thorpe, Zihao Wang
  • CC BY 3.0: Ben Skála, Holger Krisp, Jack Perks
  • CC BY 2.5: Giudicelli, Özbudak, Wright & Lewis
  • CC BY 2.0: Smithsonian Environmental Research Center
  • CC BY-SA 4.0: Brandon Antonio Segura Torres & Priscilla Vieto Bonilla, Charles J. Sharp, Eric Polk (Monterey Bay Aquarium)
  • CC BY-SA 2.0 fr: Rama
  • CC0: Allan Harris, Edlow et al. (Massachusetts General Hospital, 7 Tesla MRI), MartinThoma, Obsidian Soul
  • Public domain: Gray's Anatomy (1918) plates by Henry Vandyke Carter; U.S. Fish and Wildlife Service
  • Illustrative stock footage from Pexels (Pexels License), including laboratory, microscope, animal, and abstract scenes. This footage stands in for and does not depict the experiments or animals discussed in this video.
  • Narration is synthetic. Illustrations marked "Generated illustration" on screen are AI-generated, not microscope images or records of real events. This video describes research; it is not medical advice and reports no treatment.