뇌 안에 통증, 쾌락 '교차점' 있다

국내 연구진이 쾌락과 통증이 같은 뇌의 영역에서 반응한다는 연구결과를 발표했다. 게티이미지뱅크 제공

통증과 쾌락 두 가지 경험에 모두 반응하는 뇌 영역이 확인됐다. 통증과 쾌락 간 상호작용에 대한 이해를 높이는 데 기여할 것으로 기대된다. 

기초과학연구원(IBS)은 우충완 IBS 뇌과학 이미징 연구단 부연구단장이 이끄는 연구팀이 통증과 쾌락 자극에 공통으로 반응하는 뇌 영역을 발견하고 감정을 느끼는 정도를 예측할 수 있는 모델을 개발했다고 12일 발표했다. 해당 연구결과는 11일 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 실렸다.

연구팀은 연구참가자 58명이 자기공명영상(MRI) 장비에 들어가 있는 동안 캡사이신을 이용해 통증을 자극하거나 초콜릿 용액으로 쾌락을 자극했다. 또 참가자들은 실험에 참여하는 동안 불쾌함과 유쾌함의 정도를 점수로 보고했다. 연구팀은 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 연구가 진행되는 동안 참가자들 뇌의 어느 부분이 얼마나 활성화되는지에 대한 활동 패턴도 얻었다.

연구팀은 기계학습 알고리즘을 통해 참가자들의 fMRI 영상데이터를 분석해 통증과 쾌락에 공통으로 반응하는 뇌 영역이 여러 군데라는 것을 확인했다. 뇌섬엽, 편도체, 전전두엽 피질 등이 통증과 쾌락 모두에서 반응했다.

영역마다 역할은 조금씩 달랐다. 앞쪽 복측 뇌섬엽과 편도체의 오른쪽 복측, 왼쪽 배측 영역은 감정의 강도를 예측하고 편도체의 왼쪽 중심 내측과 오른쪽 표면측 영역, 복내측 전전두엽피질은 감정이 긍정인지 부정인지 예측하는 데 중요한 역할을 했다. 

실험이 진행되는 동안 자극이 전달되면 참가자가 보고한 감정 점수는 높아져 일정 수준을 유지했다가 자극 전달이 끝나면 서서히 낮아졌다. 연구팀은 이를 통해 통증과 쾌락의 수준을 예측하는 모델을 개발했다. 연구팀이 개발한 모델은 모델 개발에 참여하지 않은 62명의 참가자에서 정확한 예측도를 보였다. 

이번 연구에 1 저자로 참여한 이수안 IBS 뇌과학 이미징 연구단 연구원은 “이번 연구는 통증과 쾌락이 불쾌함·유쾌함의 감정 정보를 통해 서로 영향을 미친다는 것을 보여준다”며 “감정 정보가 단일 뇌 영역보다는 여러 뇌 영역에 걸쳐 표상될 수 있음에 주목해야 한다”고 말했다.

연구팀은 한 개인이 통증을 여러 번 경험하거나 통증 이후 쾌락을 경험할 때 감정 경험이 어떻게 변화하는지에 대한 연구도 진행 중이다. 감정의 부호 및 강도 예측을 넘어 통증과 쾌락 경험의 다양한 조합에 따른 뇌 반응을 비교해 뇌가 어떻게 통증과 쾌락 경험을 통합하고 조절하는지를 더 자세히 이해하겠다는 목표다.

[갈민지 기자 willgominji@donga.com]