기초과학연, 통증과 쾌락의 뇌 속 ‘교차점’ 찾았다

감정의 부호 및 강도와 연결된 뇌 기능적 네트워크.(IBS 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 통증과 쾌락의 뇌 속 교차점을 찾아 통증과 쾌락의 감정 정보가 뇌에서 어떻게 공통으로 표상되는지 규명했다.

기초과학연구원(IBS) 뇌과학 이미징 연구단 우충완 부연구단장 연구팀은 서울대 최명환 교수 연구팀, 미국 다트머스대학교 토어 웨이거 교수 연구팀과 통증과 쾌락의 감정 정보가 뇌에서 어떻게 공통으로 표상되는지 규명했다고 12일 밝혔다.

통증과 쾌락은 부정적·긍정적인 감정의 대표로, 서로 무관해 보이지만 연결돼 있다. 통증은 쾌락의 수준을 감소시키는 반면 쾌락은 통증의 수준을 감소시킨다.

연구팀은 한 개인 내에서 통증과 쾌락이 처리되는 뇌 영역을 확인하기 위해 자기공명영상장치(MRI) 기기 안에서 참가자에게 캡사이신 용액(통증 자극)과 초콜릿 용액(쾌락 자극)을 지속적으로 전달할 수 있는 실험 기기를 개발했다.

연구팀은 참가자 58명의 영상 데이터에 기계학습 알고리즘을 적용해 뇌의 어떤 영역이 통증과 쾌락에 반응하는지 확인했다.

그 결과 유의미한 반응을 보이는 뇌 영역 중 두 가지 경험에 모두 반응하는 뇌 속 공통 영역을 찾아냈다. 또 통증과 쾌락에 모두 반응하는 공통 영역은 뇌섬엽, 편도체, 전전두엽 피질 등 여러 개이며, 이곳에서 통증과 쾌락의 감정 정보를 공통으로 표상한다는 점을 확인했다.

이 밖에도 연구팀은 여러 공통 영역의 뇌 활동 패턴을 분석해 변화하는 유쾌·불쾌 감정 점수를 예측하는 두 가지 모델을 개발했다.

감정의 부호와 강도를 예측하는 뇌 활동 패턴은 공통 영역 상에서도 공간적으로 구별됐으며, 각 활동 패턴은 서로 다른 뇌 기능적 네트워크와 연결돼 있었다. 이는 우리 뇌가 통증과 쾌락 간 상호작용을 다양한 정보로 처리함을 의미한다.

왼쪽부터 IBS 뇌과학 이미징 연구단 우충완 부연구단장과 이수안 연구원.

IBS 뇌과학 이미징 연구단 이수안 연구원(제1 저자)은 “이번 연구는 통증과 쾌락이 불쾌함·유쾌함의 감정 정보를 통해 서로 영향을 미친다는 것을 보여 준다”며 “감정 정보가 단일 뇌 영역보다는 여러 뇌 영역에 걸쳐 표상될 수 있음에 주목해야 한다”고 말했다.

우충완 IBS 부연구단장은 “통증과 쾌락에 관한 개별 연구는 있었지만 한 개인 내에서 통증과 쾌락을 모두 유발해 비교한 연구는 거의 이뤄지지 않았다"며 “통증과 쾌락 간 상호작용을 통해 만성통증 환자에게 나타나는 우울 증상의 뇌 기전을 이해하는 데 기여할 것으로 기대된다”고 했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘미국 국립과학원 회보' 온라인에 지난 11일 게재됐다.

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