
끔찍한 장면을 목격하거나 충격적인 이미지를 접하는 것만으로도 깊은 마음의 상처를 입는 경우가 있습니다. 우리는 자연재해, 사고, 폭력 등의 현장을 직접 경험하지 않아도, 그 광경을 보는 것만으로 외상후스트레스장애(PTSD), 불안장애, 우울증과 같은 심리적 고통을 겪을 수 있습니다.
이는 신체적인 고통 없이 오직 시각적 이미지만으로도 강력한 공포 기억이 형성될 수 있음을 의미합니다. 최근 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 한진희 교수 연구팀이 이러한 '보이지 않는 고통'의 신경학적 메커니즘을 규명해내 학계의 큰 주목을 받고 있습니다.
'보는 공포'는 어떻게 뇌에 새겨질까?

연구팀은 우리가 어떤 과정을 통해 시각적 정보만으로 공포를 느끼고 기억하는지 알아내기 위해 동물 실험을 진행했습니다. 생쥐의 머리 위에 포식자의 습격을 연상시키는 커다란 그림자를 만들어 시각적 위협을 가하는 실험을 설계했습니다. 놀랍게도, 생쥐는 어떠한 직접적인 통각 자극(신체적 고통) 없이 순수하게 심리적 위협만으로도 공포 기억을 형성하는 것이 관찰되었습니다. 이는 뉴스나 미디어를 통해 간접적으로 트라우마를 경험하는 인간의 사례와 유사점을 보여줍니다.
핵심적인 발견은 대뇌피질의 특정 부위인 뇌섬엽(posterior Insular Cortex, 이하 pIC)에서 뇌 깊숙한 곳에 위치한 외측 팔곁핵(lateral Parabrachial Nucleus, 이하 PBN)으로 이어지는 하향 신경 회로가 이러한 심리적 고통과 관련된 경로임을 새롭게 밝혀낸 것입니다.
뇌섬엽(pIC)과 외측 팔곁핵(PBN)의 비밀스러운 연결

연구팀은 화학유전학 및 광유전학 기법이라는 첨단 신경과학 도구를 활용하여, PBN으로 정보를 전달하는 상위 뇌 영역들을 정밀하게 분석했습니다. 그 결과, 이전부터 부정적인 정서와 고통 처리 과정에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 뇌섬엽(pIC)이 외측 팔곁핵(PBN)과 직접적으로 연결되어 있음을 명확히 확인했습니다.
더 나아가, 생쥐에게 시각적 공포 자극을 주었을 때 pIC에서 PBN으로 신호를 보내는 특정 뉴런(신경세포)들이 활발하게 반응하는 것을 관찰했습니다. 이 신호는 PBN 뉴런의 활성에 필수적인 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 즉, '보는 공포'는 pIC에서 시작되어 PBN으로 전달되는 특정 신경 경로를 통해 처리되는 것입니다.
'정서적 고통'과 '신체적 고통'은 서로 다른 길을 간다

이번 연구의 가장 흥미로운 지점은 이 pIC-PBN 회로의 특이성입니다. 연구팀이 이 회로의 기능을 인위적으로 억제하자, 시각적 위협에 의해 형성되었던 공포 기억이 현저하게 줄어드는 것을 발견했습니다. 하지만 놀랍게도, 발에 전기 충격을 가하는 등 신체적 통각 자극을 통해 학습된 공포 기억에는 거의 영향을 미치지 않았습니다.
이는 우리 뇌가 '정서적 고통'과 '신체적 고통'을 서로 다른, 독립적인 뇌 신경회로를 통해 처리한다는 강력한 증거를 제시합니다. 마치 고속도로에도 여러 노선이 있듯, 우리 뇌도 다양한 종류의 고통을 각기 다른 경로로 처리하여 기억하고 반응하는 것입니다.
PTSD, 불안장애 치료의 새로운 가능성

KAIST 한진희 교수팀의 이번 연구 성과는 단순히 뇌의 작동 원리를 이해하는 것을 넘어, PTSD, 불안장애, 우울증과 같이 심리적 트라우마로 고통받는 환자들을 위한 새로운 치료법 개발에 중요한 단초를 제공합니다. 정서적 고통만을 선택적으로 조절할 수 있는 뇌 회로가 밝혀짐에 따라, 부작용은 최소화하면서 특정 공포 기억만을 표적하여 약화시키는 정교한 치료 전략 개발이 가능해질 수 있습니다.
물론 이번 연구는 동물 모델을 기반으로 이루어졌기에 인간에게 직접 적용하기까지는 추가적인 연구가 필요합니다. 하지만 마음의 병으로 고통받는 이들에게 과학이 한 줄기 희망의 빛을 비춰주고 있다는 점에서 그 의미가 매우 크다고 할 수 있습니다. 보이지 않는 상처를 치유하기 위한 뇌 과학자들의 노력은 오늘도 계속되고 있습니다.
- 자료 제공: 한국과학기술원(KAIST)
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