뇌 해마 속 ‘오피오이드’ 결합…특정 장소 선호하게 만든다

조선비즈
  • 김태환 기자
    입력 2019.07.31 00:00

    행복한 기억이 장소의 선호도까지 결정하는 뇌의 메커니즘이 밝혀졌다. 뇌의 기억영역인 해마에 위치한 별세포에서 행복감을 유발하는 ‘오피오이드’ 결합이 일어나면서 특정 장소에 대한 좋은 기억이 형성된다는 것이다.

    기초과학연구원(IBS)은 30일 이창준 인지및 사회성연구단 인지교세포과학그룹 연구단장팀과 경북대학교, 한국과학기술연구원(KIST)이 공동으로 이같은 사실을 규명하고 국제학술지 ‘셀리포트(Cell Report)’에 발표했다고 밝혔다.

    오피오이드는 오피오이드 수용체에 결합하는 화합물로 행복감을 유발하는 신경호르몬을 총칭한다. 어원은 ‘아편(Opium)’으로 ‘엔돌핀’, 마약성 진통 성분인 ‘모르핀’, ‘담고’ 등이 대표적이다.

    특정 장소 선호 기억을 형성하는 분자 및 세포적 메커니즘. /기초과학연구원 제공
    연구팀은 오피오이드로 인한 특정 장소 선호 여부를 확인하기 위해 쥐 모델로 실험을 진행했다. 각기 색깔과 문양이 다른 두개의 방을 쥐가 자유롭게 오고 갈 수 있도록 만든 다음, 실험쥐가 둘 중 어느 방을 선호하는 지 8일간 관찰했다.

    선호도는 실험쥐가 어느 방에 더 오래 머무는 지를 기준으로 평가했다. 그 결과 실험쥐는 특정 방에 더 오래 머무는 경향을 나타냈다. 연구팀은 이 선호도가 파악된 후 뇌의 해마 속 오피오이드 수용체의 역할을 확인하는 실험도 진행했다.

    연구팀은 실험쥐가 선호하지 않는 방에서 모르핀을 주사했다. 모르핀이 뇌의 해마에서 오피오이드 수용체와 만나 장소에 대한 선호도를 바꾸는 지 확인하기 위해서다. 모르핀 투여 이후 실험쥐의 선호도를 다시 관찰한 결과, 방의 선호도가 바뀐 것으로 나타났다.

    실험쥐가 선호하지 않던 방을 더 선호하게 된 것이다. 모르핀을 투약하면 환각과 행복감, 중독성 등이 나타난다. 실험쥐 역시 이 모르핀 투여로 인해 좋아하지 않던 장소에 대해 행복한 기억이 형성돼 장소를 다르게 인식한 것이다.

    남민호 KIST 신경과학연구단 연구원은 "뇌에서 베타-엔돌핀 호르몬이 분비되거나 강력한 마약성 진통체인 모르핀을 투약하는 경우, 행복한 감정을 느낌과 동시에 장소에 대한 정보를 받아들여 특정 장소 선호 기억을 형성하게 된다"라고 말했다.

    연구팀은 추가 실험도 진행했다. 뇌 해마에서 오피오이드 수용체의 발현량 조건을 달리해 결과를 비교한 것이다. 그 결과, 오피오이드 수용체가 해마 별세포로부터 흥분성 신경전달물질인 글루타메이트 분비를 촉진하는 것으로 나타났다.

    또 글루타메이트 분비는 시냅스 신경세포 신호 전달을 강화하는 것으로 나타났다. 시냅스를 이루는 두 신경세포 사이의 신호전달은 뇌가 기억하고 학습하는 방식 중 하나다. 우리 뇌는 이를 통해 행복감을 느끼고 장소 선호도 또한 결정하는 것으로 확인된 셈이다.

    이창준 단장은 "공포나 회피와 같은 감정과 달리 행복과 선호를 유발하는 뇌의 메커니즘에 대해서는 아직까지 많은 연구가 이뤄지지 않았다"며 "행복한 감정과 좋아하는 감정뿐만 아니라 사랑이란 감정이 생기는 이유를 알아가는 데까지 연구를 확장해 나갈 계획"이라고 말했다.

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