KIST 신희섭 박사팀, 공감능력과 L-타입 칼슘이온통로 연관성 증명

쥐실험 결과.."사이코패스·자폐증 등 치료 연구에 기여" 기대

» 다른 이의 고통을 공감하다. 한겨레 자료사진

‘사이코패스’로 불리는 연쇄살인범 유영철·강호순의 뇌 구조는 일반인과 다를까? 적어도 동물 차원에서는 뇌의 특정 부위가 손상하면 타자의 고통에 공감하는 능력이 사라진다는 연구 결과가 나왔다.

신희섭 한국과학기술연구원(KIST, 키스트) 신경과학센터장은 2일, 뇌의 전측대상회피질(ACC)의 엘(L)-타입 칼슘이온통로가 타자의 공포에 공감하는 감정이입에 관여한다는 사실을 동물실험을 통해 밝혀냈다고 발표했다. 연구팀의 논문은 1일(영국시각) 과학저널 <네이처 뉴로사이언스> 온라인판에 게재됐다.

기능성 자기공명장치(fMRI)로 촬영하면, 사람이 통증이나 공포를 느낄 때에는 뇌의 시상과 체감각 대뇌피질, 전측대상회피질 부위 등이 활성화하는 것으로 나타난다. ACC의 경우, 타인의 공포에 공감할 때도 활성화된다. 곧 실제 고통을 느끼는 뇌의 부위와 공감할 때 작용하는 뇌의 부위가 일치하지 않는다는 것이다. 공감능력은 인간사회에서 다른 사람들과 유기적 관계를 유지하는 데 도움을 준다. 사이코패스, 정신분열증, 자폐증, 스트레스증후군 등 정신질환이 있는 사람들은 흔히 이런 공감 능력에 장애를 보인다.

» 키스트 신경과학센터가 고안한 실험쥐의 고통 공감능력 실험 기구. 출처: KIST 연구팀은 새로 고안한 실험방법으로 쥐도 사람과 마찬가지로 다른 쥐의 고통을 보면 반응을 하는 것을 관찰해냈다. 첫번째 실험은 쥐가 관찰에 의해 공포를 학습할 수 있는지 알아내는 것이었다. 연구팀은 두 쥐를 투명막이 막힌 상자에 넣고 한쪽 쥐에게 전기자극을 준 뒤 이를 보고 있는 다른 쥐의 반응을 관찰했다. 다음에는 반투명막으로 막은 뒤 같은 실험을 했다. 결과는 투명막을 막았을 때 쥐의 반응(프리징 시간)이 반투명막일 때보다 유의미하게 높았다. 쥐도 관찰에 의한 공포 학습이 가능하다는 것을 밝힌 것이다.

연구팀은 사람처럼 친밀도가 공감 능력에 영향을 끼치는지 보고자 두번째 실험을 했다. 형제쥐와 부부쥐를 대상으로 실험한 결과, 일반 쥐의 경우보다 반응이 더 높게 나타났다. 얼마나 오래 같이 살아야 하는지도 조사했다. 1주일 정도 함께 지낸 쥐들 사이에서는 별 차이가 없었으나, 10주 뒤에는 뚜렷하게 차이가 났고 20주 이상이면 공감 반응이 현저하게 나타났다.

다음 실험은 사람과 마찬가지로 쥐의 공감 반응에서도 뇌의 ACC가 관련돼 있는지 밝히는 것이었다. 연구팀은 치과에서 사용하는 마취제인 리도카인(소디움이온통로억제제)을 주사한 쥐로 실험을 했다. 이 쥐들은 공포감정 이입 실험에서 프리징 시간이 뚜렷하게 적어졌다. 신 센터장은 “동물에게서도 ACC가 공포에 대한 공감반응에 관여한다는 사실을 실험으로 밝혀냈다는 데 의미가 있다”고 말했다.

연구팀이 마지막으로 주목한 부분은 L-타입 칼슘이온통로와 공감 능력의 관계 여부였다. 이 L-타입 통로는 ACC 신경에서 흥분성을 조절한다는 것은 알려져 있었다. 연구팀이 유전학적 기법으로 L-타입 통로를 제거한 뒤 공포감정 이입 실험을 하자, 공포 공감능력이 현저하게 떨어지는 것이 관찰됐다. 신 센터장은 “이번 연구로 L-타입 통로는 사이코패스나 자폐증처럼 타인의 고통에 무감각한 정신질환 치료제 연구의 한가지 목표(타깃)가 됐다”고 말했다.