생명과학과 김대수 교수 연구팀이 우울증을 앓는 쥐의 왼쪽 전두엽을 자극하면 우울증 증세가 감소한다는 사실을 밝혔다. 이번 연구는 미국 록펠러 대학과 공동으로 진행했으며, 연구 결과는 지난 8월 25일 <사이언티픽 리포트(Scientific Reports)>에 게재됐다.

우울증 발병과정, 아직 밝혀지지 않아
스트레스가 우울증의 원인임은 익히 알려진 사실이다. 하지만 스트레스가 어떤 과정을 거쳐 우울증을 일으키는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

우울증 치료에 중요한 스트레스 저항
우리 뇌의 기능에는 스트레스를 인지하는 작용과 인지한 스트레스에 저항하는 작용이 있다. 하지만 스트레스 인지와 저항의 세세한 과정에 대해서는 알려진 바가 많지 않다. 전두엽이 손상된 환자가 스트레스를 받지 않는다는 점을 통해 전두엽이 스트레스 인지에 관여한다는 것만 알려졌을 뿐이다. 스트레스 인지는 스트레스를 받는 상황을 피하는 데에는 중요하지만 이미 우울한 사람에게 영향을 미치는 것은 아니므로 우울증 치료에는 응용할 수 없다. 따라서 우울증 치료를 위해서는 스트레스에 대한 저항이 어떻게 이루어지는가에 대한 연구가 필요했다.

우울증 보이는 쥐로 실험해
김 교수팀은 쥐를 이용했다. 큰 쥐가 작은 쥐를 10분간 괴롭히게 하고, 이후 작은 쥐를 큰 쥐가 보이는 환경에 두는 것을 반복했다. 그 결과 작은 쥐 중 40%가 우울증상을 보였다. 우울증상을 보이는 쥐는 활동성과 사회성이 저하되며, 쾌감과 즐거움을 잘 느끼지 못하고 쉽게 포기한다. 예를 들어 물에 빠졌을 때 쥐는 살기 위해 발버둥 치는데, 우울증상을 보이는 쥐는 정상 쥐보다 빨리 포기한다. 쥐의 우울증 여부는 위와 같은 증상이 항우울제에 의해 회복되는지를 통해서도 확인할 수 있다.

광유전학으로 왼쪽 전두엽 기능 확인
김 교수팀은 우울증 환자의 경우 전두엽 중에서도 왼쪽의 기능이 더 억제되어 있다는 것에 주목했다. 왼쪽 전두엽의 억제 현상은 쥐에서도 발견되었다. 연구팀은 왼쪽 전두엽의 기능을 확인하기 위해 광유전학(Optogenetics)*을 이용했다.

왼쪽 전두엽 자극하자 우울증 완화돼
신경세포에서 신경 전달은 자극에 의해 열린 채널 단백질이 세포 안으로 양이온을 통과시키며 시작된다. 그중 채널로돕신(channelrhodopsin)은 빛에 의해 열리는 채널 단백질이다. 특정 파장의 빛에 반응하는 채널로돕신을 우울증을 앓는 쥐의 뇌에 바이러스를 이용해 삽입한 뒤 왼쪽 뇌에 빛을 쪼이자 쥐가 활발해지고 사회성이 높아지는 것이 확인되었다. 반대로 정상 쥐의 뇌를 자극해 왼쪽 전두엽의 활동을 억제하자 쥐가 우울증 증세를 보이는 것을 알 수 있었다. 왼쪽 전두엽이 스트레스에 저항하는 기능을 수행한다는 사실을 확인한 것이다.

김 교수팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 tDCS(transcranial Direct Current Stimulation)**를 이용한 쥐의 우울증 치료를 시도하고 있다. 추후 쥐를 대상으로 한 치료를 응용해 사람의 우울증 치료에도 적용할 계획이다. 김 교수팀은 우울증에 걸린 사람 역시 왼쪽 전두엽의 활동 억제가 관찰되는 만큼, 이번 연구 결과를 사람에게도 확장할 수 있을 것으로 예상한다. 김 교수는 “이번 연구는 스트레스를 인지하는 부분과 그에 저항하는 영역이 다르다는 것을 밝혔다는 점에서 의의가 있다”라며 “연구 결과를 이용해 효과적인 우울증 치료제를 만드는 것이 추후 연구 목표다”라고 밝혔다.

광유전학*
빛을 이용해 신경세포를 선택적으로 활성화하거나 억제시키는 기술.

tDCS**
두피에 직류 전류를 가해 뇌 안의 신경 세포를 자극하는 기술.