쾌락 물질 '도파민', 불쾌한 사건에도 오르락내리락

뇌에서 분비되는 도파민은 즐거울 때만이 아니라 불쾌한 상황에서도 수치가 변화한다. 게티이미지뱅크 제공.

도파민은 쾌락과 행복감을 느끼게 하는 물질로 알려져 있다. 맛있는 음식을 먹거나 재미있는 게임 등을 할 때 분비되지만 뜨거운 냄비를 만지는 상황처럼 피해야 할 것을 피하도록 학습하는 과정에서도 분비된다. 부정적인 경험을 학습할 때 도파민 수치가 어떻게 변화하는지 살핀 첫 연구 결과가 발표됐다. 

탈리아 N. 러너 미국 노스웨스턴대 정신의학·행동과학과 교수 연구팀은 쥐 실험을 통해 불쾌한 경험을 할 때 도파민 분비가 어떤 변화를 보이는지 확인하고 연구 결과를 22일 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’에 발표했다. 

선행 연구에 따르면 도파민은 좋은 일에 대한 보상으로 분비되기도 하지만 부정적 상황에 대한 학습을 목적으로 분비되기도 한다. 연구팀은 부정적인 경험을 할 때 동기 부여 및 학습에 관여하는 주요한 뇌 영역 두 곳에서 도파민 수치가 변화하는 과정을 살폈다. 

연구팀은 우선 불쾌한 사건이 벌어지기 전 쥐에게 특정 신호를 들려주고 해당 신호는 나쁜 경험을 곧 하게 될 것이란 경고 신호라는 점을 학습하도록 훈련시켰다. 쥐는 경고 신호가 울릴 때 상자의 반대편으로 이동하면 나쁜 결과를 피할 수 있다는 점을 학습해나갔다. 

연구팀은 쥐가 훈련을 받고 학습하는 동안 동기 부여 및 학습에 관여하는 뇌 영역인 측좌핵의 두 부위에서 도파민 활동을 기록했다. 그 결과 두 영역에서는 서로 다른 도파민 반응이 일어났다. 

측좌핵의 복내측시상하핵 부위는 불쾌한 사건에 반응해 도파민 수치가 급증했다. 쥐가 경고 신호의 의미를 학습한 뒤에는 신호에 반응해 수치가 올라갔다. 쥐가 상자 뒤쪽으로 피하는 데 능숙해진 다음에는 도파민 반응이 일어나지 않았다. 

측좌핵 코어 부위에서는 불쾌한 사건을 접했을 때와 경고 신호의 의미를 학습했을 때 두 가지 상황 모두에서 도파민 수치가 감소했다. 쥐가 불쾌한 경험을 피하는 능력이 향상될 때마다 측좌핵 코어에서의 도파민 수치는 더욱 감소했다. 

연구팀은 불쾌한 경험과 관련된 도파민 수치가 올라가는 뇌 영역은 초기 학습과 연관이 있고 도파민 수치가 내려가는 영역은 후기 학습과 연관이 있다고 보았다. 도파민 수치는 올라가기도 하고 내려가기도 하면서 정교하게 쥐의 학습 활동을 돕는다는 것이다. 

쥐가 상자 뒤쪽으로 이동할 수 없도록 설계한 추가 실험에서 쥐의 도파민 수치는 초기 학습 단계일 때의 패턴으로 되돌아갔다. 도파민 분비는 상황에 따라 유연하게 변화하면서 동물의 학습과 적응을 돕는다는 점을 시사하는 대목이다. 

연구팀은 “이번 연구는 불안, 우울, 강박장애 등 회피적 성향을 보이는 사람의 뇌를 이해하는 데 도움이 될 것으로 보인다”며 “후속 연구를 통해 정신질환이 있는 환자의 임상 문제를 해결해 나갈 예정”이라고 말했다.

[문세영 기자 moon09@donga.com]