뇌의 청소 시스템

치매를 예방하기 위해 뇌의 내부 청소 시스템을 활용할 수 있을까?

글림프 시스템(glymphatic system, 노폐물 배출 시스템)은 최근에 발견된 뇌의 독소 배출 네트워크이다. 이제 연구자들은 뇌 건강을 지키기 위해 이 시스템을 활성화하는 놀라운 방법들을 밝혀내고 있다.

작성자: 마이클 마셜 (Michael Marshall)
작성일: 2026년 10월 5일

잠에 들 때 뇌는 단순히 전원이 꺼지는 것이 아니다. 인지적 불이 꺼지면 비로소 집안 청소가 시작된다. 혈관의 외벽을 따라 미세한 전류가 흐르며, 방치될 경우 해를 끼칠 수 있는 노폐물을 씻어낸다.

이것이 바로 글림프 시스템이다. 뇌가 불필요한 단백질과 세포 대사의 부산물을 제거하도록 돕는 통로 네트워크이다. 밤에 숙면을 취한 후 기분이 상쾌해지는 삶의 가장 익숙한 즐거움 중 하나도 이 시스템으로 설명할 수 있다. 그러나 우리는 2012년에야 이 시스템의 존재를 알게 되었고, 이후 연구자들은 이것이 정확히 어떻게 작동하는지 밝혀내기 위해 경쟁해 왔다.

이제 잊혀졌던 이 시스템이 배출 기능에 문제가 생길 때 우리의 건강에 결정적인 역할을 할 수 있음이 밝혀지고 있다. 청소 기능이 저하되면 알츠하이머병, 파킨슨병, 그리고 편두통을 포함하여 치료가 어려운 다른 질환들의 원인이 될 수 있다.

의사들은 밤사이에 이루어지는 이 독소 배출을 촉진하여 질병의 진행을 늦추거나 예방할 수 있을지 기대하며 적극적인 개입을 원하고 있다. 시애틀에 위치한 워싱턴 대학교의 뇌과학자 제프리 일리프(Jeffrey Iliff)는 "이 분야는 가능성으로 가득 차 있으며, 우리는 이제 막 그 가능성이 실현될 수 있을지 확인하는 연구를 시작하는 단계"라고 말한다. 약물 사용과 적외선 치료부터 탄산가스 흡입에 이르기까지 다양한 실험이 진행되고 있다. 운동이나 호흡 방식, 심지어 수면 자세를 바꿈으로써 뇌 노폐물 배출을 개선하려는 시도도 논의되고 있다. 한편, 최근 등장한 기술들은 간단한 스마트워치를 사용해 우리의 글림프 시스템 건강 상태를 이미 측정할 수 있을지도 모른다는 가능성을 시사한다.

하지만 신생 연구 분야인 만큼 검증되지 않은 방법, 과장된 언론 보도, 그리고 주요 연구자의 구금 해프닝 등으로 이미 홍역을 치렀다. 많은 것이 걸려 있는 만큼, 우리가 신뢰성 있게 측정할 수 있는 것이 무엇인지, 어떤 개입이 노폐물 제거에 도움이 되는지, 그리고 그것이 실제로 우리의 건강을 개선하고 질병을 예방하는지 파악하여 가능성과 과장된 주장을 명확히 구분하는 것이 매우 중요하다.

우리 몸의 모든 세포는 쌓이면 해로운 부산물 물질을 만들어낸다. 다행히 우리 몸 전체에는 림프계라는 복잡한 관 네트워크가 퍼져 있어 세포로부터 액체를 모아 걸러낸 뒤 혈액으로 보내고, 노폐물은 간과 콩팥을 통해 배출된다.

이상한 점은 뇌 속에는 림프관이 없다는 사실이다. 이는 뇌의 노폐물 분자가 뇌세포를 둘러싼 세포외액을 따라 수동적으로 흘러나간다는 것을 의미했다. 하지만 에너지 소비가 많고 그에 따라 노폐물 생성이 많은 기관에 이러한 방식은 이치에 맞지 않았다.

획기적인 전환점은 2012년 일리프와 그의 동료들이 살아있는 생쥐의 뇌에 형광 추적자를 주입했을 때 찾아왔다. 연구진은 뇌와 척수를 감싸는 막(뇌막) 사이의 얇은 공간인 거미막하 공간을 겨냥했다. 추적자는 이 공간에서 뇌 내부로 빠르게 이동했다. 그러나 관을 타고 이동한 것이 아니었다. 대신 미세아동맥의 외벽을 따라 이동한 후, 나중에는 미세정맥의 외층을 따라 뇌를 빠져나갔다. 결국 뇌에도 노폐물 처리 시스템이 존재했지만, 우리가 지금까지 보았던 그 어떤 것과도 다른 형태였다.

자세히 관찰한 결과, 길고 가지 모양으로 뻗은 발끝(endfeet) 구조를 가진 아스트로사이트(astrocyte, 별아교세포)라는 뇌세포가 혈관을 감싸고 있는 것으로 나타났다. 추적자 화학물질은 아스트로사이트의 발끝과 혈관 외벽 사이의 좁은 공간을 따라 이동하고 있었다.

아스트로사이트는 글리아세포(glial cell, 신경아교세포)라는 더 큰 뇌세포 그룹에 속하며, 여기서 착안하여 글리아 림프계(glial lymphatic system), 줄여서 글림프 시스템(glymphatic system)이라는 이름이 붙려졌다.

글림프 시스템은 뇌 전체를 관통하는 통로 네트워크로 구성되어 있다. 이 통로는 혈관(빨간색)을 감싸고 있는 아스트로사이트의 발끝(초록색)으로 형성되어 있으며, 액체(파란색)가 이 통로를 흐르며 노폐물을 제거한다. 흐름의 속도는 아스트로사이트가 확장하고 수축함에 따라 달라지며, 생활 습관 요소나 다양한 건강 상태에 의해서도 영향을 받는다.

3년 후, 두 연구 팀이 뇌막 속에 숨겨진 림프관을 발견했다. 퍼즐의 또 다른 조각이 맞추어졌다. 글림프 시스템은 뇌 조직에서 노폐물을 이동시키고, 새로 발견된 림프관은 그것을 뇌 밖으로 실어나르는 역할을 하는 것이다.

그러나 글림프 시스템의 구조를 밝혀낸 것은 시작에 불과했다. 연구자들은 무엇이 이 흐름을 조절하는지 알고 싶어 했다. 한 가지 결정적인 힌트는 우리 삶의 3분의 1을 차지하는 활동에서 나왔다.

수면이 뇌 청소의 핵심인 이유

2013년, 뉴욕 로체스터 대학교의 마이켄 네더가르드(Maiken Nedergaard)와 일리프를 포함한 그녀의 연구 팀은 잠자는 생쥐의 뇌척수액에 녹색 추적자를 주입하고 뇌 주변으로 흘러가는 모습을 관찰했다. 생쥐를 조심스럽게 깨우자 이 흐름은 약 95%나 감소했다. 연구진은 알츠하이머병과 관련된 주요 노폐물인 베타-아밀로이드가 생쥐가 잘 때 약 두 배 빠르게 제거된다는 사실도 밝혀냈다.

그리고 지난해, 현재 옥스퍼드 대학교의 수면 과학자인 나탈리 호글룬드(Natalie Hauglund)와 동료들은 조절 메커니즘을 밝히는 데 기여했다. 생쥐를 연구한 결과, 그들은 비REM 수면 동안 신경전달물질인 노르아드레날린의 농도가 약 50초마다 상승하고 하강한다는 것을 보여주었다. 이로 인해 뇌의 동맥이 번갈아 부풀었다가 수축하면서 외부를 따라 액체를 부드럽게 펌프질하여 이동시켰다.

이 메커니즘은 나이가 들면서 글림프 시스템 기능이 저하되는 이유의 핵심일 수 있다. 영국 버밍엄 아스턴 대학교의 로슬린 빌(Roslyn Bill)은 "나이가 들수록 동맥이 더 뻣뻣해진다"며 "따라서 이 전체 메커니즘이 무너지는 것으로 보인다"고 말한다.

결정적으로, 노르웨이 오슬로 대학교의 게이르 링스타드(Geir Ringstad)와 페르 크리스티안 에이데(Per Kristian Eide)는 글림프 시스템이 인간의 뇌에서도 유사하게 작동하며, 단 하루 밤만 잠을 자지 않아도 사람의 뇌에서 추적자 제거 속도가 감소한다는 것을 입증했다.

이는 글림프 시스템이 단 하룻밤 만에도 문제가 생길 수 있음을 보여주는 첫 번째 힌트 중 하나였다. 그렇다면 뇌의 집안 청소가 수개월 또는 수년 동안 차질을 빚으면 어떻게 될까?

결함이 있는 글림프 시스템과 질병 사이의 가장 강력한 연관성은 알츠하이머병에서 나타난다. 이 형태의 치매를 앓는 사람들의 경우, 베타-아밀로이드가 특유의 플라크 형태로 축적되는 한편, 타우라고 불리는 또 다른 단백질의 이상 꼬임 현상이 뇌세포 내부에서 형성된다.

2016년, 네더가르드를 포함한 연구진은 알츠하이머 생쥐 모델에서 아밀로이드 플라크가 형성되기도 전에 글림프 시스템 수송이 감소했다는 사실을 발견했다. 이는 글림프 시스템 배출 기능 손상이 베타-아밀로이드를 뇌에 축적되게 만들어 질병 발생에 기여할 수 있음을 의미했다. 이후 글림프 시스템이 사람에게서도 이러한 단백질을 수송한다는 증거가 늘어났다. 올해 1월, 일리프와 동료들은 글림프 시스템이 치매가 없는 사람의 뇌에서도 베타-아밀로이드와 타우를 제거하는 데 도움이 된다고 보고했다.

하지만 타깃이 되는 것은 알츠하이머병뿐만이 아니다. 지난해 한 연구에 따르면 대조군에 비해 초기 정신증 환자의 뇌에서 글림프 시스템 배출이 감소한 것으로 나타났다. 다른 연구자들은 저하된 글림프 시스템 기능과 파킨슨병, 편두통, 주요 우울 장애, 뇌졸중 후 인지 장애 사이의 연관성을 발견했다.

물론 주의가 필요하다. 이러한 연관성이 반드시 글림프 시스템 장애가 이 질환들을 일으키는 원인임을 의미하지는 않는다고 일리프는 말한다. 우선, 질환 그 자체가 글림프 시스템 배출을 방해할 수도 있기 때문이다.

또 다른 문제의 가능성도 있다. 많은 인간 대상 연구가 DTI-ALPS라는 확산스펙트럼 MRI 형태를 사용해 글림프 시스템 기능을 평가하는데, 이 기술이 글림프 시스템 활동을 제대로 포착할 수 있는지에 대해서는 이견이 있다. 지난 2월, 링스타드와 에이데 및 동료들은 이 기술을 자신들의 추적자 방법과 비교했고 상호 연관성이 거의 없음을 발견했다.

일리프는 "연구 분야의 큰 축이 유효하지 않은 기술을 가지고 나아가고 있다"고 말한다.

완벽한 방법은 없다. 추적자 기술조차 실제 노폐물 화학물질의 제거를 직접 측정하지는 못한다. 그럼에도 불구하고 글림프 시스템 문제와 특정 질환 사이의 연관성은 유효할 가능성이 높다. 호글룬드는 "글림프 시스템이 중요한 요인이 될 가능성이 매우 높은 질환이 여럿 존재한다"며 "이들 질환 다수의 특징은 매우 천천히 진행된다는 점이고, 우리가 실제로 그 영향을 눈으로 확인하기 전에 뇌 내부에서 이미 많은 일들이 일어나고 있다는 점"이라고 설명한다.

뇌의 글림프 시스템 배출 촉진하기

이론적으로는 사람들이 이러한 질환을 예방할 수 있도록 글림프 시스템이 더 잘 작동하게 개입하는 것이 가능할 수 있다. 현재 승인된 치료법은 없지만, 여러 치료적 개입이 연구되고 있다.

한 가지는 육안으로는 보이지 않지만 피부와 뼈를 통과해 뇌 깊숙이 침투할 수 있는 근적외선을 이용하는 방법이다. 이는 세포 기능을 변화시키고 염증 및 혈관 기능과 관련된 경로에 영향을 미친다. 2022년 검토 논문에서는 경두개 근적외선이 아마도 혈관과 아스트로사이트의 형태를 변화시켜 글림프 시스템 흐름을 개선함으로써 신경퇴행성 질환을 치료하는 데 도움이 될 수 있다는 동물 실험 증거를 기술했다. 하지만 빌은 "근적외선이 인간에게서 글림프 시스템 흐름을 직접적으로 증가시키는지 여부는 아직 알지 못한다"고 말한다.

가능성을 시사하는 힌트들은 있다. 한 연구에서 치매 진단을 받았거나 증상을 보이는 57명의 참가자가 8주 동안 하루에 두 번, 6분씩 근적외선 헬멧을 착용했고 소폭의 인지 기능 개선을 보였다. 예를 들어, 한 참가자는 시계 그리기 능력에서 80%의 향상을 보였고, 다른 참가자들은 학습 및 기억력 향상을 나타냈다. 그러나 연구 집단 전체적으로 결과의 차이가 커 치료가 얼마나 효과적인지에 대한 불확실성은 남아있다.

또 다른 예비 연구에서는 캐나다 회사 빌라이트(Vielight)가 개발한 헤드셋을 테스트했는데, 이 장치는 두개골과 코를 통해 근적외선을 뇌에 전달한다. 12주간의 정기적 사용 후 5명의 참가자는 인지 검사에서 개선을 보였고 보호자들은 수면 개선과 불안 감소를 보고했다. 그러나 위약(플라세보) 대조군이 없었고 참가자 모집 어려움으로 인해 더 큰 규모의 임상시험이 중단되었기 때문에, 가정용 적외선 치료 장비를 직접 구매할 만큼 증거가 충분하지는 않다.

또 다른 접근법은 미세방울(microbubbles)과 표적 초음파를 사용하는 것이다. 연구진은 정맥에 미세한 방울을 주입하여 뇌로 이동하게 한다. 그 후 머리에 초음파 파동을 조준하면 미세방울이 진동하면서 혈관을 흔들어 주위의 글림프 시스템 액체 흐름을 변화시킨다. 생쥐의 경우 이 방법으로 뇌에서 베타-아밀로이드 제거를 가속화할 수 있다.

한편, 알버커키에 위치한 뉴멕시코 대학교의 세피라 라이먼(Sephira Ryman)은 탄산가스를 통해 뇌 혈관의 펌프질을 유도하는 다른 방법을 실험해 왔다. 고농도 CO2를 약 30초 동안 흡입하는 것과 일반 공기로 호흡하는 것을 교대로 반복하면 뇌에서 해로운 단백질의 배출이 개선되는 것으로 보인다. 추가된 CO2는 뇌 혈관을 확장시키고, 다시 일반 공기로 전환하면 혈관이 수축되면서 수면 중에 일어나는 현상과 유사하게 글림프 시스템 기능에 필요한 펌프질 운동을 만들어낸다.

이것은 집에서 시도하기에는 안전하지 않다. CO2 흡입은 매우 위험하다. 하지만 라이먼과 동료들의 세심한 관찰 아래 수행되었을 때, 이 간단한 기술은 파킨슨병의 원인이 되는 것으로 보이는 단백질인 알파-시누클레인을 제거하는 데 도움이 될 수 있다.

7월에 열린 한 학술대회에서 라이먼은 베타-아밀로이드에 대해서도 유사한 연구 결과를 보고했다. 이 연구들은 우리가 인간에게서 노폐물 배출을 촉진할 수 있을지도 모른다는 가장 감질나는 징후들을 제공하지만, 그렇게 하는 것이 실제로 뇌 건강을 보호하는지 여부는 여전히 알 수 없다.

궁극적으로 빌은 고령층에서 혈관에 의한 펌프질을 강화하는 약물인 "뇌를 위한 스타틴"을 개발하고자 한다. 그녀는 "잠들기 전에 약을 먹고 배수관을 열면 액체가 흘러나갈 수 있게 되는 것"이라고 말한다.

일리프가 참여하여 3월에 발표된 연구는 이러한 가능성을 암시한다. 뇌 관련 질환이 없는 노인들에게 뇌 혈관의 박동을 증가시키는 약물인 미도드린(midodrine)과 덱스메데토미딘(dexmedetomidine)을 투여했다. 단 한 번의 수면 동안 타우와 베타-아밀로이드의 제거가 약 10% 증가했다(단, 이 결과는 아직 동료 평가를 기다리고 있다).

논란의 중심에 선 독소 배출 수술

다른 편에서는 뇌 청소에 대한 열정이 과학적 증거를 앞질렀을 수도 있다. 노폐물 제거에 있어 글림프 시스템만 유일한 수단은 아니며, 두 번째로 더 잘 알려진 배출 시스템과 관련된 작업이 최근 비판을 받고 있다.

일부 노폐물은 뇌 깊은 곳의 빈 공간과 뇌를 둘러싼 막을 적시는 뇌척수액에 도달할 수 있다. 거기서 머리와 목에 있는 림프관으로 흘러나갈 수 있다. 중국의 임상의들은 이 메커니즘을 이용해 목의 림프절을 근처 정맥에 연결하여 더 빠른 배출을 유도하는 '심경부 림프정맥 문합술(deep cervical lymphovenous anastomosis)'이라는 수술법을 개발했다. 그들은 이 수술이 알츠하이머병 환자의 증상을 현저히 개선했다고 주장한다. 그러나 일부 연구자들은 제한된 증거, 작은 샘플 수, 무작위 대조 임상시험의 부재를 지적하며 취약한 환자들에게 비용이 많이 드는 실험적 수술을 시행하는 것에 대해 우려를 표명했다. 스위스 베른 대학교의 스티븐 프루(Steven Proulx)는 지난 7월 New Scientist에 "처음 이 치료법에 대해 들었을 때 충격을 받았다"며 "이 치료법을 뒷받침하는 증거는 사실상 없다"고 말했다.

중국 당국은 현재 임상시험 외의 이 수술을 금지했으며, 아직 형사 고발 조치는 발표되지 않았지만 개발자인 미세수술과의 청핑 시에(Qingping Xie)를 구금한 것으로 보인다.

이 특정 논란을 차치하더라도, 뇌 청소를 강화하여 신경퇴행성 질환을 치료하는 것 자체가 다소 모호한 문제라고 호글룬드는 말한다. 이러한 모든 질환은 아직 규명되지 않은 부분이 많으며, 이제 우리는 잘 알지도 못하는 시스템에 개입함으로써 치료를 시도하고 있는 셈이다.

당연히 이러한 불확실성도 소셜 미디어가 요가 호흡법부터 수면 자세에 이르기까지 뇌를 독소 배출하는 방법에 대한 주장으로 도배되는 것을 막지 못했다. 그러나 과장된 소문 아래에는 스스로 노폐물을 씻어내는 데 도움이 되는 방법이 있는지에 대한 합리적인 의문이 존재한다.

집에서 하는 뇌의 대청소

가정에서 할 수 있는 치료법과 관련해서는 뇌 건강에 탁월한 이점이 있는 것으로 알려진 운동에 대부분의 연구가 집중되어 왔다. 빌은 "운동은 심혈관 건강, 뇌 혈류, 대사, 염증, 인슐린 감수성, 신경 가소성을 통해 뇌에 깊은 영향을 미친다"고 설명한다. 글림프 시스템 수송도 이러한 그림의 일부일 수 있다.

성인 37명을 대상으로 한 2025년 연구에 따르면, 12주간 강도를 높여간 자전거 운동이 글림프 시스템 흐름을 촉진하는 것으로 나타났으며, 이는 면역 및 염증 관련 단백질 바이오마커의 변화와 연관이 있었다. 이 결과는 개선된 글림프 시스템 흐름이 뇌 건강에 미치는 운동의 보호 효과 기전일 수 있음을 시사하지만, 이것이 실제로 노폐물 제거를 촉진하거나 인지 기능을 보호하는지 입증하려면 더 많은 증거가 필요하다.

소셜 미디어에 떠도는 "뇌 독소 배출"에 대한 다른 제안들은 근거가 부족하다. 예를 들어 수면 자세를 바꾸라는 주장은 2015년 연구에서 비롯되었는데, 오른쪽으로 누워 자는 쥐가 등이나 배를 대고 자는 쥐보다 글림프 시스템 흐름이 더 효율적이고 베타-아밀로이드 배출이 증가했음을 보여주었다. 솔깃한 결과이지만, 아쉽게도 인간을 대상으로 한 후속 임상시험은 실시되지 않았다.

마찬가지로 한쪽 코구멍을 막는 등의 의도적이고 조절된 호흡법을 포함하는 요가 호흡법이 뇌 청소에 도움이 될 수 있다는 주장도 있다. 소규모 연구에 따르면 이것이 뇌 주변의 뇌척수액 이동을 촉진하여 밤 사이의 집안 청소에 도움이 될 가능성은 있지만, 이것이 글림프 시스템이나 노폐물 제거에 영향을 미친다는 증거는 아직 없다.

우리 모두가 집중해야 할 한 가지는 밤에 숙면을 취하는 것이다. 이에 대한 증거는 더 명확하다. 동물 실험에서 깊은 수면은 더 효율적인 글림프 시스템 배출과 관련이 있었으며, 수면 장애가 있는 사람들은 글림프 시스템 기능이 저하되는 경향이 있다는 증거가 있다. 이 모든 사실은 뇌 청소를 최적화하는 정확한 수면 루틴을 처방할 수는 없을지라도, 수면 습관을 개선해야 할 또 다른 이유가 된다.

뇌 독소 배출이 잘 되고 있는지 확인하는 방법

이 모든 일의 가장 큰 걸림돌 중 하나는 인간에게서 글림프 시스템 흐름을 측정하는 것이 정말 어렵다는 점이다. 현재의 방법들은 느리고 침습적이며 비용이 많이 든다. 일리프는 "더 나은 MRI 시퀀스이든, 다중 바이오마커이든, 착용형 기기의 출력값이든" 비침습적이고 병원에서 쉽게 사용할 수 있는 도구를 원한다.

그는 뇌에 미세한 교류 전류를 가하고 그것이 다른 영역들을 얼마나 잘 통과하는지 측정하는 웨어러블 기기를 개발한 애플라이드 코그니션(Applied Cognition)이라는 회사와 협력하고 있다. 이는 전기가 얼마나 잘 통과할 수 있는지를 변화시키는 글림프 시스템 흐름의 증가와 감소를 포착하는 것으로 보인다. 그는 "매우 유망해 보인다"고 말한다. 이 기기는 아직 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 기다리고 있다.

글림프 시스템 효율성을 측정할 수 있는 또 다른 간단하지만 간접적인 방법은 이미 소유하고 있을지 모르는 스마트워치에서 올 수 있다. 네더가르드가 참여하여 8월에 발표된 연구에 따르면, 심장 박동수의 미세한 변동이 글림프 시스템 펌프질을 유도하는 노르아드레날린의 진동과 일치하여 변화하는 것으로 나타났다. 이는 대부분의 스마트워치에 기록되는 메트릭인 심박 변이도가 뇌의 노폐물 배출 상태를 들여다보는 창 역할을 할 수 있으며, 잠재적으로 집에서 이를 모니터링하고 생활 습관의 변화가 유의미한 차이를 만드는지 확인할 수 있음을 시사한다. 빌 역시 이것이 생리학적으로 타당하다는 데 동의하지만, 직접적인 검증을 거치기를 바라고 있다.

결국 인간을 대상으로 한 더 나은 측정법이 마련된다면, 그것이 인지 기능을 개선하고 질병을 예방하는지라는 더 큰 질문을 다루기 전에 연구자들이 어떤 개입이 배출을 촉진하는지 밝혀낼 수 있을 것이다.

많은 이들이 기대했던 혁명은 아직 아닐지 모른다. 하지만 너무나 많은 개입 치료법들이 임상시험 중에 있는 만큼, 일부는 성공할 것이라는 기대감은 여전히 높다. 호글룬드는 "많은 사람들이 연구에 매진하고 있는 분야"라고 말한다.

일리프는 "글림프 시스템 기능은 치료의 시대에 접어들었다"며 "사람의 글림프 시스템 기능을 조절하는 치료법과 개입을 평가할 수 있는 문이 열렸다"고 말한다. 이제 과제는 어떤 치료법이 의미 있는 차이를 만들어내는지 밝혀내는 것이다.