한국뇌연구원, 전전두엽과 유전자가 승자와 패자를 나눈다는 사실 규명해

한국뇌연구원 정서·인지질환 연구그룹 구자욱 책임연구원과 최태용 연구원. 한국뇌연구원 제공.

한국뇌연구원은 정서·인지질환 연구그룹 구자욱 박사 연구팀이 전전두엽에 있는 특정 신경세포가 승자와 패자의 뇌를 구분하고, 특정 유전자가 사회적 서열 형성에 관여한다는 사실을 규명했다고 12일 밝혔다.

구 박사 연구팀은 실험동물 모델들이 사회적 경쟁할 때 활성화되는 전전두엽 신경세포의 연결을 전뇌(forebrain) 수준에서 추적해 승자와 패자 특이적 뇌지도를 규명했다.

이번 연구는 한국뇌연구원 최태용 연구원이 제1저자로 참여했으며, 신경과학 분야 최고수준의 국제학술지인 'Neuron (IF:16.2)' 최신호에 게재됐다.

연구팀은 먼저 경쟁 상황일 때 전전두엽에서 활성화되는 신경세포를 알아보기 위해 실험동물을 대상으로 튜브 테스트를 진행했다. 그 결과, 승자에서는 전전두엽에서 중격의지핵(nucleus accumbens, NAc)으로 출력 신호를 보내는 신경세포들이 선택적으로 활성화됐다. 이에 반해 패자에서는 복측피개영역(ventral tegmental area, VTA)으로 출력신호를 보내는 신경세포들이 선택적으로 활성화되었다.

전전두엽-중격의지핵(mPFC-NAc) 회로와 전전두엽-복측피개영역(mPFC-VTA) 회로의 활성 조절에 따라 사회적 경쟁과 서열 행동에서도 상반된 변화를 보였다.

또한, 유전자 전달 기법을 활용해 전전두엽-중격의지핵 신경회로의 활성을 억제하면 사회적 경쟁에서 더 많이 지는 반면, 전전두엽-복측피개영역 신경회로의 활성을 억제하면 사회적 경쟁에서 더 많이 이겼다.

연구팀은 이같은 결과는 전전두엽에서 갈라진 두 신경회로망이 사회적 서열 형성에 반대로 작용한다는 것을 의미한다고 설명했다.

구자욱 박사는 "이번 연구는 사회적 경쟁 행동에 대한 뇌지도 및 회로망 특이적 분자 기전 규명을 통해 사회적 상호작용에 대한 신경생물학적 이해를 높이는 데 기여했다"며 "향후 사회적 불안, 우울증 및 갑질과 같은 사회적 경쟁과 서열에 따른 병리적 현상의 신경생물학적 원인을 이해하는 데 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.