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- 현재까지 후각을 회복시키는 치료법은 없다. 우리 몸의 모든 감각 중 가장 복잡
- 연구팀은 300마리가 넘는 쥐에서 약 550만 개의 신경 세포 분석
- 같은 종류의 수용체 가진 뉴런들이 코끝에서 콧구멍 바닥까지 빽빽하게 띠 형태로 배열
- 줄기세포 치료나 뇌-컴퓨터 인터페이스와 같은 새로운 치료법을 개발해 후각 상실을 회복하는 것이 가능해질 수 있다

후각의 지도

청각, 시각, 미각, 촉각과 마찬가지로, 우리 감각의 대부분은 다양한 수용체가 어떻게 작용하여 주변 세상을 인지하는지 과학적으로 상당히 정확하게 이해하고 있다. 하지만 후각은 지금까지 예외였다. 연구진이 처음으로 코에 있는 수많은 신경 세포와 그 안에 있는 수천 개의 수용체를 지도화했다. 이 연구 결과는 후각 상실 치료법 개발에 도움이 될 수 있는 기초 지식을 제공한다.

후각은 우리에게 매우 중요하다. 음식이 상했는지 알려주고, 근처에 화재가 있는지, 유해 물질이 공기 중에 있는지 경고해 준다. 또한 감정적으로도 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 익숙한 냄새는 과거의 아름답거나 고통스러운 기억을 갑자기 떠올리게 할 수 있다. 미각에 있어서 코는 혀만큼이나 중요하다. 후각을 잃으면 음식의 미묘한 맛의 차이를 더 느낄 수 없게 되어 좌절감과 심리적 고통을 겪게 된다. 심한 감기로 인한 후각 상실은 대개 며칠 후 자연적으로 회복된다. 하지만 코로나19를 비롯한 일부 질병은 후각의 영구적인 상실로 이어질 수 있다.

현재까지 후각을 회복시키는 치료법은 없다. 이는 후각이 우리 몸의 모든 감각 중 가장 복잡하며, 그 작동 방식에 대한 많은 세부 사항이 아직 밝혀지지 않았기 때문이다. 보스턴 하버드 의과대학의 산딥 다타(Sandeep Datta)는 "후각의 근본적인 작동 방식을 이해하지 않고서는 후각을 회복시킬 수 없다"고 말했다. 눈, 귀, 혀, 피부의 수용체가 어떻게 배열되어 있고 뇌의 관련 영역과 어떻게 연결되는지를 보여주는 지도는 다른 모든 감각에 대해서는 오랫동안 존재해 왔다. 다타는 "후각은 유일한 예외였다"며, "가장 오랫동안 후각에 대한 지도가 없었던 감각"이라고 설명했다. 

▲ 연구 개요도 (출처: April 28, 2026 / A spatial code governs olfactory receptor choice and aligns sensory maps in the nose and brain)

놀라운 조직 구조

다타 교수는 제1저자인 데이비드 브랜(David Brann)이 이끄는 연구팀과 함께 이러한 지도를 최초로 만들어냈다. 이를 위해 연구팀은 300마리가 넘는 쥐에서 약 550만 개의 신경 세포를 분석했다. 연구팀은 단일 세포 시퀀싱과 유전자 활동의 공간 분석을 결합해 이 작은 설치류의 코에서 어떤 후각 수용체가 어디에 발현되는지 분석했다. 다타는 "생쥐의 코는 아마도 지금까지 시퀀싱된 신경 조직 중 가장 광범위한 조직일 것이다. 하지만 이 시스템을 이해하려면 이만큼의 데이터가 필요했다"고 말했다.

생쥐는 약 2천만 개의 후각 뉴런과 1천 가지가 넘는 종류의 후각 수용체를 가지고 있다. 각 수용체는 특정 냄새 분자를 담당한다. 복잡한 냄새는 다양한 분자의 상호 작용으로 발생하며, 각 분자는 고유한 신경 세포를 활성화한다. 지금까지 과학자들은 다양한 종류의 수용체가 코에 무작위로 분포되어 있다고 가정했다. 

▲ 쥐의 코에 있는 후각 수용체는 고도로 조직화되어 있다. © Datta Lab

하지만 브랜과 그의 동료들은 데이터를 분석하는 과정에서 놀라운 패턴을 발견했다. 같은 종류의 수용체를 가진 뉴런들이 코끝에서 콧구멍 바닥까지 빽빽하게 겹쳐진 띠 형태로 배열되어 있었던 것이다. "이번 연구 결과는 이전에는 무질서하다고 여겨졌던 시스템에 질서를 부여하고, 그 작동 방식에 대한 우리의 이해를 근본적으로 바꿔놓았다"고 다타는 말했다.
새로운 치료법의 기반

고도로 조직화된 수용체 지도는 ​​모든 쥐에서 일관되게 나타났으며, 뇌의 후각 지도 구조와 유사했다. 연구진은 이러한 질서가 레티노산 분자의 농도 변화에 의해 형성된다는 것을 발견했다. 비타민 A의 일종인 레티노산은 농도에 따라 후각 신경 세포의 유전자 활동을 조절하여, 신경 세포가 공간적 위치에 따라 정확히 적절한 유형의 수용체를 발현하도록 한다. 연구진이 레티노산 농도를 변화시키자 수용체 지도가 이동했다.

향후 연구에서 연구팀은 인간의 후각 수용체 배열을 조사하고, 쥐에서 발견된 후각 지도가 다양한 종에서 얼마나 일관성이 있는지 확인할 계획이다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 줄기세포 치료나 뇌-컴퓨터 인터페이스와 같은 새로운 치료법을 개발하여 후각 상실을 회복하는 것이 가능해질 수 있다. "후각은 인간의 건강에 매우 심오하고 광범위한 영향을 미치므로, 후각을 회복하는 것은 즐거움뿐 아니라 안전과 심리적 안녕에도 도움이 된다"고 다타는 말했다.

출처: David Brann (Harvard Medical School, Boston, Massachusetts, USA) et al., Cell, doi: 10.1016/j.cell.2026.03.051

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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