쥐 뇌에서 ‘사회적 선택 스위치’ 발견…자폐·조현병 이해 실마리

쥐의 뇌에서 공감적 행동을 조절하는 스위치 역할을 하는 신경세포가 발견됐다. 고베대 제공.

쥐의 뇌 속에서 누구와 상호작용할지 고르는 ‘사회적 선택 행동’을 조절하는 특정 신경세포 집단이 발견됐다. 자폐 스펙트럼 장애와 조현병의 원인을 밝히고 치료 전략을 개발하는 데 새로운 실마리를 제공할 것으로 기대된다.

다쿠미 토루 일본 고베대 의학연구과 교수 연구팀은 쥐의 뇌에서 특정 억제성 신경세포인 '파르발부민(PV) 인터뉴런'이 사회적 행동을 조절하는 핵심 스위치 역할을 한다는 내용을 규명하고 연구결과를 국제학술지 '셀 리포트(Cell Reports)'에 26일(현지시간) 발표했다. 

연구팀은 PV 인터뉴런만 선택적으로 관찰하고 조절하기 위해 쥐의 유전자를 일부 조작해 PV 인터뉴런에만 형광 단백질이 발현되도록 하고 내시경 카메라로 쥐의 뇌 속 활동을 실시간 추적했다.

실험 결과 정상 쥐는 낯선 개체와 익숙한 개체를 만날 때 모두 PV 인터뉴런이 포함된 사회성 회로가 활성화됐지만 활성 패턴은 다른 양상을 보였다. 낯선 개체를 만났을 때는 회로가 강하게 반응해 새로운 대상을 탐색하려는 행동으로 이어졌고, 반대로 익숙한 개체를 만날 때는 반응이 약화되면서 흥미가 줄고 상호작용 시간이 감소했다. 정상 쥐가 사회적 기억을 형성하고 익숙한 상태와 낯선 상태를 판단하는 능력을 가지고 있다는 의미다.

또 두 마리의 동료 중 한 마리가 스트레스를 받은 상태일 경우 정상 쥐는 평온한 개체보다 스트레스를 받은 개체를 더 자주 찾아가고 함께 시간을 보내며 일종의 위로 혹은 공감적 행동을 보였다. 

PV 인터뉴런이 억제된 쥐는 상황이 달라져도 뇌 활성 패턴의 차이가 거의 나타나지 않았다. 낯선 개체와 이미 알고 있는 개체를 구분하지 못했다. 스트레스를 받은 동료와 그렇지 않은 동료 사이에서도 차이를 두지 않았다. 연구팀은 "누가 새로운 친구인지, 누가 도움이 필요한지를 판단하고 반응하는 능력이 상실된 것"이라고 설명했다.

하지만 새로운 개체를 처음 만나는 상황에서의 기본적인 사회적 탐색 행동은 정상 쥐와 동일하게 나타나 사회성 전반이 사라진 것은 아니었다. 연구팀은 "PV 인터뉴런이 여러 사회적 대상 가운데 누구에게 주의를 기울이고 어떤 상대와 우선적으로 상호작용할지를 결정하는 뇌 속의 ‘사회적 선택 스위치’로 기능한다는 사실을 보여주는 것"이라고 덧붙였다.

연구팀은 이번 발견이 인간이 타인과 관계를 맺고 공감하며 집단 속에서 살아가는 데 필요한 사회성의 뇌 신경학적 토대를 규명하는 데 중요한 전환점이라고 강조했다. 

실제로 자폐 스펙트럼 장애나 조현병 환자들의 뇌, 자폐나 조현병 등을 유발한 동물 모델에서 PV 인터뉴런의 구조적·기능적 이상이 보고된 바 있다. 이번 연구에서 확인된 ‘사회적 선택 스위치’로서의 PV 인터뉴런의 역할이 단순히 쥐에서만 나타나는 현상이 아니라 인간의 뇌에서도 사회성 결손과 깊은 관련이 있을 수 있음을 시사한다.

토루 교수는 “이번 연구는 인간 사회성의 신경학적 기반을 이해하는 데 도움이 될 것"이라며 "추가 연구를 통해 인간 질병에 대한 새로운 치료 전략으로 이어질 것”이라고 말했다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116085

[정지영 기자 jjy2011@donga.com]