자폐스펙트럼장애 환자, 작은 자극에도 과민하게 반응하는 이유는?

기초과학연구원 “고차원 뇌 기능 부위의 과도한 활성화가 문제”

사진은 기사의 특정 내용과 관련 없음. 게티이미지뱅크

자폐스펙트럼장애(ASD‧이하 자폐장애) 환자가 일상의 작은 자극에도 비정상적으로 과민하게 반응하는 원인을 국내 연구팀이 밝혀냈다. 자폐장애는 초기 아동기부터 사회적 상호작용과 의사소통 결여, 반복 행동 등의 증상을 보이는 신경발달장애의 한 범주다.

김은준 기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환 연구단장과 김성기 뇌과학 이미징 연구단장 공동 연구팀은 자폐 모델 실험용 생쥐를 활용한 동물실험을 진행한 결과, 이러한 사실을 확인했다고 밝혔다. 이 연구결과는 국제학술지 ‘분자 정신의학(Molecular Psychiatry)’에 최근 게재됐다.

자폐장애는 환자와 가족들의 사회적 부담이 큰 질환이지만 아직 명확한 발병원인이 밝혀지지 않았다. 특히 자폐장애 환자들은 감각이 과민하거나 둔감해지는 감각이상 증상을 겪는데, 소리·빛·촉각 등 자극에 과도하게 반응하는 감각 과민은 자폐장애 환자의 90%에서 관찰될 정도로 흔하지만, 이 역시 정확한 원인이 확인되지 않은 상태다.

연구팀은 시냅스(신경세포 간 연결부위)를 구성하는 유전자 중 하나인 Grin2b 유전자가 없는 자폐 모델 실험용 생쥐를 활용해 감각 과민이 나타나는 지 여부를 조사‧분석했다. Grin2b 결손은 자폐장애뿐만 아니라 발달지연과 강박장애 등 다양한 뇌 질환을 일으키는 것으로 알려졌다.

그 결과, Grin2b 결손 생쥐에 기계적·전기적 자극과 함께 열을 가하자 정상적인 대조군에 비해 감각 자극에 대한 반응성과 회피성이 높다는 점을 확인했다.

특히 해당 실험용 생쥐에서 감각 과민이 나타날 때 뇌 영역의 변화를 분석한 결과, 전측 대상회피질(ACC)이 과도하게 활성화하는 것을 발견했다. 뇌 전두엽에 위치한 전측 대상회피질은 신체적인 고통에 반응하고 통증 정보를 처리하는 영역으로, 고차원 인지 기능과 관련이 있는 것으로 알려졌다.

전측 대상회피질의 과도한 활성으로 신경세포에서 흥분성 신경전달이 증가하고, 전측 대상회피질과 다른 뇌 영역 간 과도한 연결성 때문에 감각 과민 증상이 나타난다는 게 연구팀의 견해다. 실제로 전측 대상회피질 신경세포의 과도한 활성을 화학 유전학적 방법으로 억제하자 감각 과민 증상이 정상으로 돌아왔다고 연구팀은 설명했다.

김은준 단장은 “이번 연구결과는 사회성과 인지기능 등 고위 뇌 기능과 관련이 깊다고 알려진 전측 대상회피질의 과도한 활성과 연결성이 자폐장애에 나타나는 감각 과민의 원임임을 밝힌 것에 의미가 있다”며 “전측 대상회피질 신경세포의 활성 억제가 감각 과민을 치료하는 한 방법이 될 수 있도록 후속연구를 이어갈 것”이라고 말했다.