소뇌에서 공포기억을 조절하는 신경회로 규명

이용석 서울대 의대 교수 연구팀

게티이미지뱅크 제공

서울대는 이용석 의대 교수 연구팀이 소뇌에서 뇌간의 특정 부위로 연결된 신경회로가 활성화되면 공포와 관련된 기억이 생성되거나 재생하는 것을 확인했다고 27일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '셀 리포트'에 22일 발표됐다.

소뇌의 손상은 외상후스트레스장애(PSTD)나 자폐스펙트럼장애 발생에 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 소뇌의 어느 영역이 뇌의 다른 영역과 작용하면서 이러한 질환을 일으키는지는 그동안 알려지지 않았다.

연구팀은 소뇌의 어떤 영역이 공포기억 관리에 영향을 주는지 확인하기 위해 실험을 했다. 살아있는 동물의 신경세포 활성을 관찰할 수 있는 '파이버포토메트리' 기술을 이용해 소뇌 핵에 연결된 신경세포가 공포 조건화 학습 및 공포 기억 인출 동안 어떻게 활성화되는지 관찰했다.

또 광유전학적 방법을 통해 공포 조건화를 위한 학습과 기억 인출 각 단계에서 소뇌 핵의 신경세포를 억제했다. 이를 통해 이들 신경세포가 활성화되는 시점을 확인했다.

분석 결과 소뇌에서 뇌간의 '외측 팔곁핵'이란 부위로 연결된 신경회로의 활성이 공포 기억 재생에 필수적이란 사실이 새롭게 밝혀졌다. 일명 '소뇌 핵-외측 팔곁핵 신경회로'는 흥분성 신경전달물질인 글루타메이트의 전달을 매개하고 있음이 확인됐다. 연구팀은 또 공포 조건화 학습에 의해 강화된 외측 팔곁핵 신경회로의 활성화가 그 자체로 공포 반응을 유도할 수 있는 것을 확인했다.

연구팀은 "이번 연구에서는 이는 기존 편도체 중심의 공포·불안 정서 기능 연구를 넘어서 전체 뇌 수준에서 공포·불안 정서 기능을 다뤘다"며 "불안장애, PTSD와 같은 비정상적 공포·불안 정서처리가 야기하는 신체기능 저하를 이해하고 구체적인 치료 표적을 제공하는데 도움이 될 것으로 기대된다"고 말했다.

공포기억과 관련한 소뇌 핵-외측 팔곁핵 신경회로의 구성을 확인한 연구의 모식도. 서울대 제공

[박정연 기자 hesse@donga.com]