"스트레스 받으면 뇌 회로에 이상 생겨 '위험한 결정' 내린다"
쥐 대상 실험 결과…"뇌 신경 조작으로 회로장애 회복 가능"
(서울=연합뉴스) 최병국 기자 = 만성적으로 스트레스를 받으면 뇌 신경 회로에 이상이 생겨 위험하고 정상에서 벗어난 일탈적인 결정을 내리기 쉽다는 연구결과가나왔다.
그동안 심리학자들은 스트레스를 받으면 잘못된 결정을 내리기 쉽다고 말해왔다. 정신적 긴장과 중압감이 심하면 무엇이 실제 더 중요한지를 잊고 판단력이 흐려진다는 것이다.
비용과 이익 중 어느 것이 더 큰지에 대한 평가는 동물의 생존에 핵심 능력이다.
만성 스트레스를 받거나 우울증이나 불안증 등 신경정신학적 장애가 있는 사람들의 경우엔 두 요소를 저울질해 균형을 잡아 최적의 합리적 결정을 내리는 능력이 떨어지고 일탈적 선택을 하고 고위험 행동을 하는 일이 더 잦다는 연구결과들도 있다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 앤 그레이빌 교수팀은 이를 동물을 대상으로 한 뇌 실험을 통해 신경과학 차원에서 확인했다고 발표했다.
MIT 보도자료[http://news.mit.edu/2017/stress-can-lead-risky-decisions-1116] 등에 따르면, 일상에서 결정은 늘 쉬운 일이 아니다. 특히 봉급은 많지만 노동시간이 긴 일과 임금은 적지만 근무시간은 짧은 일자리처럼 좋은 점과 나쁜 점이 뒤섞인 것 가운데 하나를 선택하는 일은 더 어려운 법이다.
그레이빌 교수팀은 이처럼 이른바 '비용과 편익이 충돌하는 상황'에서 만성 스트레스가 결정 능력에 매우 큰 영향을 주며 이는 뇌 신경 회로의 변화 때문임을 발견했다. 쥐를 대상으로 실험했더니 스트레스를 받을수록 '비정상적으로 고위험-고수익을 선택하는 경우'가 매우 많아졌다는 것이다.
그레이빌 교수는 지속적으로 스트레스를 받으면 뇌의 정보 통합 능력에 이상이 생기고 합리적 행동을 하는 데 필요한 '촉진과 억제 간 균형'을 취할 능력을 잃게 되는 셈이라고 설명했다.
그는 특히 광유전학 기술을 이용해 뇌 신경을 조작함으로써 이런 신경 회로 이상을 정상으로 회복시킬 수 있었다고 밝혀 시선을 끌고 있다.
아직 쥐를 대상으로 한 실험결과이며 추가 연구가 필요하지만 이를 인간에게도 적용해 우울증, 탐닉이나 중독, 불안증 같은 장애로 비정상 결정을 할 위험이 큰 환자들에게 도움을 줄 길이 열릴 가능성을 보여줘서다.
◇ 어떻게 실험했나 = 그레이빌 교수팀은 이미 지난 2015년 쥐 실험을 통해 비용-편익 충돌 상황에서 결정을 내릴 때 사용되는 뇌 신경 회로를 찾아낸 바 있다.
이 회로는 기분 통제에 관여하는 부위인 안쪽 전두엽(frontal lobe)의 피질(celebral cortex)에서 시작해 선조소체까지 이어졌다. 선조소체는 뇌 중간 선조체(striatum) 속의 신경세포(뉴런)가 밀집한 작은 부위로 습관 형성, 동기 유발, 보상 강화 등에 관여한다.
2015년 연구에선 쥐를 대상으로 '미로 선택' 실험도 했다. 쥐들이 꺼리는 밝은 빛이 있는 쪽에 더 좋아하는 고농축 초콜릿 우유를 놓고, 어둑한 곳에는 묽게 희석한 초콜릿 우유를 놓아두어 선택하게 하는 것이다.
광유전학 기술을 이용해 대뇌 전두엽 피질 신경세포들과 선조소체 간 연결 회로에 장애를 일으켰더니 쥐들의 선택이 흐린 빛-묽은 초콜릿 우유(저위험-저수익)에서 밝은 빛-고농축 초콜릿 우유(고비용-고수익) 쪽으로 확연하게 바뀌었다.
광학과 유전학을 결합한 광유전학은 빛으로 살아있는 생물 조직의 세포들을 조절, 관찰할 수 있다.
그레이빌 교수팀은 이번에 발표한 연구에선 이 광유전학 기술을 이용한 신경회로 조작은 하지 않고 대신에 쥐들을 2주 동안 매일 짧은 시간 스트레스를 주며 유사한 실험을 했다.
스트레스를 받기 전에는 쥐들이 맛이 덜한 희석 초콜릿 우유가 놓인 불빛이 흐린 쪽을 찾아가는 비율이 절반 정도였으며, 불빛 흐린 쪽의 초콜릿 우유 농도를 차츰 높이자 이를 택하는 비율이 급상승했다.
그러나 만성 스트레스를 받은 쥐들은 불빛 흐린 쪽 초콜릿 우유 농도를 높여도 여전히 불빛이 밝은 쪽을 계속 택했다. 이는 광유전학적 조작으로 전두엽피질-선조소체 간 신경회로에 장애가 생긴 쥐들에게서 나타난 현상과 동일한 것이다.
연구팀에 따르면, 이 회로는 여러 선택 방안의 장단점 관련 정보들을 통합해 뇌의 최종 결정에 도움을 주는 역할을 한다.
그런데 스트레스를 받으면 이 회로에 이상이 생겨 피질 뉴런들의 선조소체 차단기능이 너무 늦게 작동, 과도하게 흥분하고 이에 따라 비정상적 결정이 초래된다고 설명했다. 또 일단 이런 변화가 일어나면 그 영향은 몇 달 동안이나 지속됐다.
주목할만한 점은 광유전학 기술로 특정 뉴런을 자극한 결과 이 신경회로가 정상으로 회복됐다는 것이다.
이번 연구결과는 국제학술지 '세포'(Cell)에 16일(현지시간) 실렸다.[http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(17)31239-4]
choibg@yna.co.kr
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