과학자들은 두려움을 극복하는 데 도움이 되는 뇌 메커니즘을 발견하다

UCL의 Sainsbury Wellcome Centre(SWC) 연구원들은 동물이 본능적인 두려움을 극복할 수 있게 하는 정확한 뇌 메커니즘을 밝혀냈습니다. 오늘 Science 에 발표된 쥐 연구는 공포증, 불안, 외상 후 스트레스 장애(PTSD)와 같은 두려움 관련 장애에 대한 치료법을 개발하는 데 영향을 미칠 수 있습니다.

사라 메데로스 박사와 소냐 호퍼 교수가 이끄는 연구팀은 시간이 지나면서 무해하다고 판단되는 위협에 대한 반응을 억제하는 법을 뇌가 어떻게 배우는지 알아냈습니다.

SWC의 호퍼 연구실 연구원인 메데로스 박사는 "인간은 큰 소리나 빠르게 다가오는 물체에 대한 반응과 같은 본능적인 두려움 반응을 가지고 태어난다"고 설명합니다. "그러나 우리는 경험을 통해 이러한 본능적인 반응을 무시할 수 있습니다. 예를 들어, 아이들이 큰 폭죽 소리를 두려워하기보다는 폭죽을 즐기는 법을 배우는 것과 같습니다. 우리는 이러한 형태의 학습을 뒷받침하는 뇌 메커니즘을 이해하고 싶었습니다."

혁신적인 실험적 접근 방식을 사용하여, 연구팀은 공중에서 다가오는 포식자를 흉내 낸 머리 위로 확장되는 그림자가 있는 쥐를 연구했습니다. 처음에 쥐들은 이 시각적 위협에 직면했을 때 피난처를 찾았습니다. 그러나 반복적인 노출과 실제 위험이 없자 쥐들은 도망치는 대신 침착함을 유지하는 법을 배웠고, 연구자들은 이를 통해 두려움 반응 억제를 연구할 모델을 얻었습니다.

Hofer 연구실의 이전 연구에 따르면, 연구팀은 뇌의 배외측 무릎상핵(vLGN)이라는 영역이 활동할 때 두려움 반응을 억제할 수 있고 위협에 대한 이전 경험에 대한 지식을 추적할 수 있다는 것을 알고 있었습니다. vLGN은 또한 대뇌 피질의 시각 영역에서 강력한 입력을 받으므로 연구자들은 이 신경 경로가 시각적 위협을 두려워하지 않도록 배우는 데 역할을 하는지 알아보았습니다.

이 연구는 이 학습 과정에서 두 가지 핵심 구성 요소를 밝혀냈습니다. (1) 시각 피질의 특정 영역이 학습 과정에 필수적인 것으로 밝혀졌고 (2) 배외측 무릎상핵(vLGN)이라고 하는 뇌 구조가 이러한 학습 유도 기억을 저장한다는 것입니다.

"우리는 특정 피질 시각 영역이 비활성화되었을 때 동물들이 두려움 반응을 억제하는 법을 배우지 못했다는 것을 발견했습니다. 그러나 동물들이 이미 탈출을 멈추는 법을 배우자 대뇌 피질은 더 이상 필요하지 않았습니다."라고 메데로스 박사는 설명했습니다.

"저희의 결과는 학습과 기억에 대한 전통적인 견해에 도전합니다." 연구의 수석 저자인 호퍼 교수가 언급했습니다. "대뇌 피질이 오랫동안 뇌의 학습, 기억 및 행동 유연성의 주요 중심지로 여겨져 왔지만, 시각 피질이 아니라 피질하 vLGN이 실제로 이러한 중요한 기억을 저장한다는 것을 발견했습니다. 이 신경 경로는 인지 신피질 과정과 '하드와이어링된' 뇌간 매개 행동 사이에 연결을 제공하여 동물이 본능적 행동을 적응할 수 있도록 합니다."

연구자들은 또한 이 과정의 세포 및 분자 메커니즘을 밝혀냈습니다. 학습은 특정 vLGN 뉴런에서 신경 활동이 증가하여 발생하며, 이는 기분과 기억을 조절하는 것으로 알려진 뇌 내부 메신저 분자인 엔도카나비노이드의 방출에 의해 유발됩니다. 이 방출은 vLGN 뉴런에 대한 억제 입력을 감소시켜 시각적 위협 자극이 발생했을 때 이 뇌 영역에서 활동이 증가하여 두려움 반응이 억제됩니다.

이 발견의 의미는 실험실을 넘어 확장됩니다. "우리의 발견은 공포증, 불안 및 PTSD와 같은 상태에서 두려움 반응 조절이 손상될 때 뇌에서 무엇이 잘못되는지 이해하는 데 도움이 될 수도 있습니다. 포식자에 대한 본능적인 두려움 반응은 현대인에게는 덜 관련성이 있을 수 있지만, 우리가 발견한 뇌 경로는 인간에게도 존재합니다." 호퍼 교수는 설명합니다. "이것은 vLGN 회로 또는 국소적 엔도카나비노이드 시스템을 표적으로 삼아 두려움 장애를 치료하는 새로운 길을 열 수 있습니다."

연구진은 이제 임상 연구자들과 협력해 인간의 뇌 회로를 연구할 계획이며, 언젠가는 부적응적 공포 반응과 불안 장애에 대한 새로운 표적 치료법을 개발할 수 있기를 바라고 있습니다.

이 연구는 Gatsby Charity Foundation과 Wellcome(090843/F/09/Z)의 Sainsbury Wellcome Centre 핵심 연구비, Wellcome Investigator Award(219561/Z/19/Z), EMBO 박사후 펠로우십(EMBO ALTF 327-2021) 및 Wellcome Early Career Award(225708/Z/22/Z)의 지원을 받아 수행되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250206142400.htm