KAIST, 해당 신경회로 통한 동물 습관 조절 실험 성공
한국과학기술원(KAIST)은 김대수 생명공학과·이필승 기계공학과 교수 연구팀이 전시각중추(MPA·Medial preoptic area)라 불리는 뇌 시상하부 중 일부가 먹이 소유 본능을 만들어 낸다는 사실을 규명했다고 15일 밝혔다.소유욕은 인간이나 동물의 고유 본능 중 하나다.
이를 조절하지 못해 어려움을 겪는 경우도 흔히 발견된다.
예컨대 쓸모없는 물건을 집안에 모아두는 수집 강박증이나 경제력을 고려하지 않고 닥치는 대로 사들이는 쇼핑 중독 등이다.
물건에 대한 과도한 집착은 정신 질환 일종으로 분류돼 있으나, 그 원인에 대해서는 정확히 알려진 바가 없었다.
연구팀은 동물 실험을 통해 관련 연구를 진행했다.
실험 쥐에게 장난감을 갖고 놀게 하고, 다른 쥐는 따로 물체를 주지 않은 뒤 뇌를 분석했다.
이를 통해 MPA(전시각중추) 신경회로가 활성화한다는 것을 발견했다.
광유전학을 이용해 빛으로 MPA를 자극했더니 물체 획득을 위해 실험체가 집착하는 이상행동을 보이는 것도 확인했다.
연구팀은 MPA신경이 수도관주위 회색질(PAG·Periaqueductal gray)로 흥분성 신호를 보내 행동을 만든다는 사실을 관찰했다.
이를 ‘MPA-PAG 신경회로’라고 이름 지었다고 연구팀은 설명했다.
김대수 교수는 “먹이가 아닌 쓸데없는 물체에 반응하는 놀이 행동 의미를 찾기가 쉽지 않았다”며 “MPA-PAG 회로를 자극했을 때 먹잇감에 대한 사냥 행동이 증가하는 것을 발견했는데, 이는 사물을 획득하는 행동과 동일한 신경회로를 통해 나타난다는 것을 의미한다”고 설명했다.
어린 동물이 물체를 가지고 노는 게 사냥 등 생존에 유용한 기술을 획득하는 것과 깊은 관련이 있다는 뜻이다.
연구팀은 생쥐 머리 위에 물체를 달아두고서 눈앞에서 좌우로 움직일 수 있도록 무선으로 조종했다.
MPA-PAG 신경회로를 자극해 생쥐가 눈앞에 물체를 따라가도록 한 건데, 고등 동물인 포유류 행동을 원하는 방향으로 조종한 셈이다.
연구팀은 이를 미다스(MIDAS)라고 명명했다.
이필승 교수는 “미다스 기술은 동물 탐색본능을 활용해 스스로 장애물을 극복하며 움직이는 일종의 자율주행 시스템”이라며 “뇌-컴퓨터 접속 기술의 중요한 혁신이라고 생각한다”고 강조했다.
삼성미래기술육성재단 지원을 받아 수행한 이번 연구는 ‘네이처 뉴로사이언스’(Nature Neuroscience) 1일 자에 실렸다.
연합뉴스
