부정적 생각과 감정 되새기는 ‘반추’ 예측해 우울증 환자 돕는다

우충완 IBS 뇌과학 이미징 연구단 부단장. IBS 제공

국내 연구진이 부정적인 생각이나 감정을 되새기는 ‘반추’ 경향을 예측해 우울증 환자의 우울 정도를 예측할 수 있는 기술을 개발했다. 

기초과학연구원(IBS)은 우충완 뇌과학 이미징 연구단 부단장 연구팀이 토어 웨이거 미국 다트머스대 교수 연구팀과 공동으로 뇌 활동 패턴을 기능적자기공명영상(fMRI)으로 측정해 얻은 데이터를 바탕으로 머신러닝을 활용해 반추 정도를 예측할 수 있는 뇌 연결 지도를 제작했다고 30일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 15일 게재됐다. 

반추는 특정 생각이나 감정에 매몰돼 그것을 계속 반복하는 것을 말한다. 특히 과도하게 부정적인 생각이나 감정에 대한 반추가 반복되면 우울증이나 불안장애 등을 유발할 수 있다. 이런 이유로 반추는 우울증의 주요 위험 요소로 주목받았다. 

뇌의 여러 영역 중에서도 디폴트 모드 네트워크 영역이 반추와 연관되어 있다고 알려져 있다. 디폴트 모드 네트워크란 사람이 휴식 상태에서 아무런 인지 활동을 하지 않을 때 활성화되는 뇌의 특정 영역으로 휴지 상태 네트워크라고도 한다. 주로 자아성찰, 자전적 기억, 사회성과 감정의 처리 과정, 창의성 등에 관여하는 것으로 알려졌다. 

디폴트 모드 네트워크 중에서도 어느 영역이 반추와 연관되어 기능하는지, 그 영역과 다른 뇌 영역의 어떠한 관계성이 개인의 반추 경향을 나타내는지는 알려진 바가 없었다.

연구팀은 시간에 따른 뇌 영역 간의 상호작용을 수치화한 동적 연결성을 분석해 시간적 지속성이 두드러지는 반추를 예측할 수 있을 것이라는 가설을 세웠다. 이후 실험 참가자들의 휴식 상태 중 뇌를 스캔하여 디폴트 모드 네트워크 20개 영역의 활동 패턴을 측정하고, 머신러닝을 통해 각 영역 간 동적 연결성의 유효성을 분석했다. 

그 결과, 반추와 관련성이 있다고 알려진 디폴트 모드 네트워크 내에서도 배내측 전전두피질과 연결된 영역의 동적 연결성만이 반추를 예측하는데 중요한 요소임을 밝혀냈다. 그리고 이를 바탕으로 반추를 예측할 수 있는 뇌 연결 지도를 만들었다. 

연구팀은 국내 실험 참가자들을 대상으로 뇌 연결 지도를 이용해 참가자 개인의 반추 경향을 예측할 수 있었다. 연구팀은 다양한 인종과 여러 언어를 쓰는 외국인을 대상으로 한 실험에서도 반추 경향 예측에 성공했다. 

연구팀은 뇌 연결 지도를 우울증 환자에 적용한 결과 반추 경향의 예측뿐만 아니라 우울증 환자의 우울 정도도 예측했다. 이것은 뇌 연결 지도를 구성하는 뇌 영역 사이의 연결성이 우울증 환자의 우울 정도와도 관련이 있음을 시사한다. 

우충완 부단장은 “이번 연구로 배내측 전전두피질과 다른 뇌 영역 사이의 연결성을 분석해 개인이 평소 얼마만큼 반추하는지 예측할 수 있게 됐다”며 “해당 뇌 영역 간 연결성은 건강한 사람뿐 아니라 우울증 환자의 우울 정도와도 관련 있음을 드러내 우울증의 메커니즘을 밝히고 증상의 진단 및 치료와 같은 임상적 활용에도 도움이 될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

[이승엽 기자 flame@donga.com]