[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 상대 인지와 함꼐 사회적 관계를 형성하는 신경 세포를 발견했다.
기초과학연구원(IBS)은 인지 및 사회성 연구단 이도윤 연구위원 연구팀이 생쥐 행동 실험과 뇌신경 이미징 기술을 이용해 상대방이 누구인지를 인식할 때 활성화되는 개체 인지 신경 세포와 인식된 개체와 관련된 가치 정보를 처리하는 신경 세포가 해마의 CA1 영역에 존재한다는 것을 규명했다고 1일 밝혔다.
연구진은 이번 연구를 위해 생쥐가 개체 간 차이를 구분하는 행동 실험 장치를 새롭게 고안했다.
회전하는 원판 위에 고정된 두 마리의 생쥐 중 한 마리가 무작위적 순서로 실험 대상 생쥐에게 제시된다. 특정 한 마리가 제시되는 경우 장치에서 물이 실험 대상 생쥐에게 보상으로 공급되며, 다른 생쥐가 제시되는 경우는 그렇지 않다. 일명 ‘Go-NoGo 실험’이다. 연구진은 이 실험으로 생쥐가 개체를 구분하는지를 확인하고, 실험 동안에 생쥐의 뇌신경 세포 활성을 분석했다.
그 결과 생쥐는 짧은 시간 서로의 냄새를 맡는 것만으로 개체를 구별할 수 있으며 이것은 해마 CA1 상단부 영역이 가능하게 한다는 것을 발견했다.
연구진이 해마 CA1 영역에 신경억제물질을 주입해 해당 영역을 억제했을 때 실험 대상 생쥐가 제시된 쥐들을 구별하지 못했다. 또 뇌 심부의 신경 세포 활성을 실시간으로 관찰할 수 있는 2광자 현미경을 이용해 서로 다른 생쥐를 구별해 인지하는 신경 세포가 CA1 영역에 있음을 규명했다.
나아가 연구진은 개별 개체와 연관된 가치 정보를 처리하는 신경 세포도 해마 CA1 영역에 존재한다는 것을 밝혀냈다.
사회적 경험에 대한 개인의 주관적 평가를 특정 개인의 가치 정보(긍정, 부정 등)와 연관시키고, 그 가치를 갱신하는 것은 사회적 관계 형성에 중요하다. 예를 들어, 특정 개인과 우정을 쌓는 데에는 상대와 교류하는 것이 얼마나 즐겁고 보람이 있었는지 평가하는 것이 필수적인 것과 같다.
기존의 생쥐를 이용한 개체 인지의 신경 기전 연구는 주로 해마의 CA2 상단부 영역과 CA1 하단부 영역에 집중한데 반해 이번 연구에서 CA1 상단부 영역이 중요하게 기능함을 밝혀냈다.
아울러 기존 연구는 단순히 처음 보는 쥐와 친숙한 쥐를 구분하는 행동 실험에 그쳐, 실험 결과가 실제 개체 고유의 특성을 인지하는 것인지 명확하게 해석할 수 없다는 한계가 있었지만 이번 실험에 이용된 생쥐는 수컷 형제 쥐로 성별, 연령 및 유전적 구성이 동일하고 실험 대상 생쥐와 동일하게 친숙했다.
이도윤 연구위원은 "우리 뇌가 다양한 사회적 상호 작용을 통해 인간관계를 형성하는 데 어떤 역할을 하는지 이해할 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 의의가 있다”면서 “이번 연구는 타인에 대한 기억 및 연관된 정보를 처리하는 뇌 기능에 이상을 보이는 자폐와 같은 정신 질환을 이해하고, 치료 방법을 제안하는 데 활용될 수 있을 것"이라고 밝혔다.
