‘외로운 뇌’는 제대로 발달하기 어렵다···“사회적 고립 땐 심각한 손상”

연구진 “감각 자극·사회적 상호작용은 필수 요소”

다양한 경험이 가능한 환경에선 뇌 발달이 활발하게 이뤄지지만 사회적으로 고립된 환경은 뇌 기능을 떨어뜨리는 것으로 나타났다. 게티이미지

뇌가 발달하는 청소년기부터 청년기까지 다양한 감각 자극과 사회적 상호작용을 경험하면 뇌 기능이 향상되지만, 사회적 고립을 겪으면 반대로 뇌에 심각한 손상이 발생한다는 연구 결과가 나왔다.

삼성서울병원 영상의학과 이정희 교수와 성균관대 의대 생리의학교실 정성권 교수, 한국뇌연구원 이태관 책임연구원, 대구경북첨단의료산업진흥재단 김길수 교수 연구팀은 이 같은 내용의 연구를 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)’에 게재했다고 11일 밝혔다. 연구진은 생후 4~11주 수컷 생쥐를 두 그룹으로 나눈 뒤 기능적 자기공명영상(fMRI)을 통해 각각의 생활환경이 뇌에 미치는 영향을 분석했다.

연구에서 한 그룹의 생쥐들이 생활한 환경은 터널과 회전 바퀴, 둥지 등 다양한 물리적 자극을 받을 수 있고 사회적 교류가 풍부하게 조성됐다. 반대로 다른 한 그룹은 외부 자극 없이 각각의 생쥐들이 따로따로 사육되어 사회적 고립을 경험하는 환경에서 자랐다. 이어 연구진은 생쥐들에게 앞발과 수염의 감각을 비롯해 시각·후각 등 다양한 자극을 순차적으로 가하면서 뇌 영상을 통해 그 반응을 관찰했다.

그 결과, 감각 자극과 사회적 교류가 충분한 환경에서 자란 생쥐 그룹은 고차원적인 시각 및 촉각 처리 능력이 향상된 것으로 나타났다. 또한 뇌의 영역별로 주로 담당하는 기능이 독립적으로 구분된 상태가 잘 유지됐으며, 감각과 운동을 통합적으로 조절하는 뇌의 기능도 강화됐다.

반면, 사회적 고립 환경에 사육된 생쥐 그룹은 뇌 영역마다 기능 구분이 뚜렷하지 않았으며 뇌 전체의 연결성도 저하된 모습이 발견됐다. 이와 함께 후각 영역의 비정상적인 과활성 상태와 후각 인식 기능의 저하가 동반되기도 했다.

연구진은 이 연구 결과를 통해 다양한 경험을 제공하는 생활환경이 뇌 발달에 지대한 영향을 미친다는 점을 입증했다고 밝혔다. 이태관 책임연구원은 “감각 자극과 사회적 상호작용은 뇌 발달에 있어 선택이 아닌 필수 요소”라며 “이번 연구는 결정적 발달 시기에 노출된 환경이 감각 기능은 물론 전반적인 뇌 연결성과 네트워크 통합 기능에 어떤 영향을 미치는지를 명확하게 보여준다”고 말했다.

이정희 교수는 “다중감각 자극에 대한 뇌의 감각통합 반응을 기능적 자기공명영상으로 분석한 세계 최초의 사례”라며 “향후 우울증, 불안, 자폐 스펙트럼 장애 등 다양한 정신건강 질환의 치료 방향을 새롭게 제시할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

김태훈 기자 anarq@kyunghyang.com