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쾌락 크면 통증이 줄어드는 관계 규명..."만성통증환자 무력감 치료 기대"

국내 연구진이 통증과 괘락 간 상관관계를 과학적으로 규명했다. 쾌락이 크면 통증이 줄어드는 이유가 있었다. 기초과학연구원(IBS)은 뇌과학 이미징 연구단 우충완 부연구단장(성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수) 연구팀이 서울대학교 최명환 교수 연구팀, 미국 다트머스대학교 토어 웨이거 교수 연구팀과 공동으로 통증과 쾌락의 감정 정보가 뇌에서 어떻게 교차하는지를 규명했다고 12일 밝혔다. 연구팀은 일반적으로 통증은 쾌락의 수준을 감소시키는 반면 쾌락은 통증의 수준을 감소시킨다는 통증과 쾌락의 반비례적 상호 연결 가설을 세워 연구를 진행했다. 연구팀은 우선 fMRI(기능적핵자기공명영상) 기기 내에서 캡사이신 용액(통증 자극)과 초콜릿 용액(쾌락 자극)을 지속적으로 주입하는 실험 기기를 개발했다. 통증과 쾌락이 처리되는 개인의 뇌 영역을 파악하기 위해서다. 피실험자는 58명이다. 이들에게 캡사이신과 초콜릿 용액을 차례로 공급하고 뇌의 반응을 촬영한뒤 기계학습 알고리즘을 적용해 분석했다. 이수안 연구원(논문 제1저자)은 " 통증과 쾌락에 모두 반응하는 공통영역으로 뇌섬엽, 편도체, 전전두엽 피질 등이 발견됐다"며 "이 실험과 분석을 통해 인간의 뇌가 통증과 쾌락 간 상호작용을 다양한 정보로 처리한다는 결론을 얻었다"고 말했다. 이 연구원은 "무기력증을 느끼는 만성통증환자는 유쾌함을 잘 느끼지 못하는데, 통증과 쾌락 간 상관관계를 이해하면 치료하는 방법도 찾을 수 있을 것"으로 내다봤다. 우충완 부연구단장은 "개인의 통증과 쾌락을 모두 유발해 비교한 연구는 거의 없었다"며 "통증과 쾌락 간 상호작용을 통해 만성통증 환자에게 나타나는 우울 증상의 뇌 기전을 이해하는 데 기여할 것"으로 기대했다. 연구결과는 국제학술지 '미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)' 온라인판(6월 11일)에 게재됐다.

2024.06.12 10:01박희범

자폐장애아, "소리·빛에 예민하게 반응한 이유 있었네"

자폐스펙트럼 장애 증상은 크게 2가지다. 하나는 소통결여 및 반복 행동이다. 다른 하나는 과도한 감각 기능이다. 일상적인 환경에서 발생하는 소리나 빛, 촉각 등에 과도하게 반응한다. 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영) 시냅스 뇌질환 연구단(단장 김은준, KAIST 생명과학과 석좌교수)과 뇌과학 이미징 연구단(단장 김성기, 성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수)이 두 번째 증상에 대한 답을 찾았다. 감각이 특별히 예민한 자폐 장애아는 누구나 보유한 시냅스 유전자의 일종인 '그린투비'(Grin2b)가 돌연변이 상태라는 것을 확인했다. 또 'Grin2b' 유전자가 돌연변이인 자폐아를 대상으로 기능적 자기공명영상fMRI)을 이용해 뇌영역을 실시간 모니터링한 결과 고차원 인지 기능과 관련 있는 전측 대상회피질( ACC)이 과도하게 활성화되는 것을 발견했다. 이로 인해 신경세포에서 흥분성 신경전달이 증가하고, 전측 대상회피질과 다른 뇌 영역 간의 연결 정도가 보통사람보다 지나치게 강하게 나타났다. 연구를 이끈 김은준 단장은 "전측 대상회피질 신경세포의 과활성을 화학유전학적 방법으로 억제했을 때, 전측 대상회피질의 과활성화는 물론 감각 과민도 정상화됐다"고 말했다. 공동 제1저자인 문희라 IBS 시냅스 뇌질환 연구단 학생 연구원(KAIST 생명과학과)은 "자폐스펙트럼은 치료제가 없는 질병"이라며 "향후 치료제 개발에 도움이 될 연구를 계속하고 싶다"고 말했다. 김은준 단장은 “그동안 인지, 사회성 등 고위 뇌 기능과 관련이 깊다고 알려졌던 대뇌 전측 대상회피질의 과도한 활성과 연결성이 자폐스펙트럼장애에 나타나는 감각 과민의 원임임을 증명한 새로운 연구”라며, “전측 대상회피질 신경세포의 활성 억제가 'Grin2b' 유전자 결손과 관련된 감각 과민 치료의 한 방법이 될 수 있다”라고 설명했다. 연구 논문 공동 제1저자로 이수원 IBS 시냅스 뇌질환 연구단 초빙연구위원(분당서울대학교병원 마취통증의학과), 정원범 IBS 뇌과학 이미징 연구단 연구교수(한국뇌연구원 정서인지질환 연구그룹), 문희라 IBS 시냅스 뇌질환 연구단 학생연구원(KAIST 생명과학과)이 이름을 올렸다. 연구 결과는 국제 정신의학 저널 '분자 정신의학(Molecular Psychiatry, IF 11.0)' 온라인판(5월 4일)에 게재됐다.

2024.05.08 15:56박희범

"사람 부정적 감정 예측 우울증 진단 가능"

다른 사람의 긍정적 부정적 생각을 읽어 우울증이나 외상후 스트레스 장애 등을 진단, 치료할 수 있는 길이 열렸다. 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영)은 뇌과학 이미징 연구단 우충완 부연구단장(성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수) 연구팀이 사람의 흘러가는 생각 속에 담긴 감정을 읽어내는 예측 모델을 개발했다고 11일 밝혔다. 연구팀은 기능적 자기공명영상(fMRI)을 이용해 뇌의 활동 패턴을 측정하고, 데이터 기반 머신러닝을 활용했다. 우 부연구단장은 "사람들의 생각속에 자신도 모르게 부정적인 생각에 빠져 벗어나지 못하는 경우도 많다"며 "우울이나 불안, 외상후 스트레스 장애, 양극성 장애 등을 판별하는 것이 이 연구의 주요 타깃"이라고 말했다. 우충완 부연구단장은 또 "현재는 긍정적이거나 부정적인 생각만을 읽을 수 있으나 향후 실험 범위 확대도 추진할 계획"이라며 "최근엔 감정을 느끼는 AI(인공지능)도 만들려는 노력도 하고 있다"고 설명했다. 연구팀은 먼저 실험 참가자 49명에 대해 fMRI 기기 안에서 본인의 이야기를 읽는 동안 나타나는 뇌의 긍정· 부정 생각에 대한 패턴을 정리했다. 이를 바탕으로 긍·부정 분포도에 따라 총 25개의 조합으로 데이터를 정량화했다. 제1저자인 김홍지 연구원은 “그간 수집된 200명의 뇌 활동 패턴에서도 유의미한 수준으로 긍정 및 부정적 생각을 읽어냈다"며 "실험 조건에 국한되지 않는일상적인 생각의 감정도 해독할 수 있다는 점에서 이 실험의 차별성이 있다"고 말했다. 우충완 부연구단장은 “뇌에서 생각을 읽고자 하는 다양한 시도가 있지만, 생각에 담긴 내밀한 감정에 관한 연구는 거의 이루어지지 않았다”며, “이번 연구는 생각과 감정의 개인차를 이해하는 데 기여할 것으로 기대된다”고 말했다. 연구결과는 국제학술지 '미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)' 온라인판 3월 28일자에 실렸다.

2024.04.11 18:37박희범