즉각적인 우정의 놀라운 뇌 화학작용

옥시토신은 초원 들쥐 연구에서 나타났듯이 우정 형성과 파트너 선호도를 촉진합니다. 옥시토신이 없으면 유대감이 형성되는 데 더 오랜 시간이 걸리고 사회적 선택성이 떨어집니다. 출처: Shutterstock

캘리포니아 대학교 버클리의 새로운 연구에 따르면, 사랑 호르몬이라고 불리는 옥시토신은 우정을 형성하는 데에도 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다.

옥시토신은 성관계, 출산, 모유 수유, 그리고 사회적 상호작용 중에 뇌에서 분비되어 애착, 친밀감, 신뢰감을 형성하는 데 도움을 줍니다. 옥시토신이 공격성과도 연관되어 있다는 사실은 굳이 언급하지 않겠습니다. 이 호르몬은 흔히 "포옹" 또는 "행복" 호르몬으로 불리며, 사람들은 더 나은 웰빙을 위해 친구나 사랑하는 사람을 만지고, 음악을 듣고, 운동을 하여 옥시토신 수치를 높이도록 권장받습니다.

하지만 초원 들쥐를 대상으로 한 최근 연구들은 이러한 애정 관계에 의문을 제기했습니다. 뇌에서 신경 조절제로 작용하는 옥시토신이 장기적인 배우자 유대감이나 "사회적 일부일처제" 또는 양육 행동에 필수적인 것은 아니라는 사실이 밝혀졌습니다. 다만 옥시토신이 없으면 들쥐는 그러한 유대감을 형성하는 데 더 오랜 시간이 걸립니다.

과학자들이 초원들쥐에 주목하는 이유는 인간처럼 안정적이고 선택적인 관계를 형성하기 때문입니다. 대부분의 연구가 짝과의 유대감에 초점을 맞추는 반면, UC 버클리의 비어리 연구실은 인간의 우정과 유사한 선택적인 동료 관계에 특히 관심을 두고 있습니다. 이러한 연구는 자폐증이나 조현병처럼 사회적 유대감을 형성하거나 유지하는 능력을 저해하는 인간의 정신 질환을 규명할 수 있습니다.

"초원밭쥐는 우정의 신경생물학적 특징을 이해하고, 우정이 다른 유형의 관계와 어떻게 유사하고 다른지 알아낼 수 있게 해주기 때문에 특별합니다."라고 UC 버클리 통합 생물학 및 신경과학 부교수이자 이 연구의 수석 저자인 애널리즈 비어리가 말했습니다.

베리와 이 연구의 두 제1저자 중 한 명인 통합생물학 대학원생 알렉시스 블랙은 옥시토신 수용체가 결핍된 초원들쥐가 일반 들쥐보다 동료 관계를 형성하는 데 더 오랜 시간이 걸린다는 사실을 발견했습니다. 친한 친구인 초원들쥐는 보통 나란히 옹기종기 모여서 털을 다듬어 주고, 심지어 서로의 등에 앉기도 합니다.

"옥시토신은 관계의 초기 형성 단계, 특히 그 관계의 선택성에 중요한 역할을 하는 것으로 보입니다. 예를 들어 '이 낯선 사람보다 네가 더 좋아'와 같은 표현이 그렇습니다."라고 비어리는 말했습니다. "옥시토신 신호가 제대로 전달되지 않은 동물들은 관계를 형성하는 데 더 오랜 시간이 걸렸습니다. 그런데 새로운 집단을 만들어 그 관계에 도전장을 내밀자, 원래 파트너였던 동물들은 바로 기억을 잃어버렸습니다."

공동 연구자이자 공동 저자인 데바난드 마놀리 박사가 이끄는 UC 샌프란시스코 연구실에서 유전자 변형을 거친 들쥐는 일반적으로 선택적 애착에서 얻을 수 있는 사회적 보상이 부족했습니다. 즉, 친구들과 껴안으려고 노력하지 않았고 낯선 사람을 피하거나 공격성이 덜했습니다.

"다시 말해, 옥시토신은 그들의 사회적 성격보다는 그들이 누구 와 사귀는지, 즉 선택성에 더 중요한 역할을 합니다."라고 그녀는 말했습니다.

옥시토신 수용체가 결핍되면 뇌에서 옥시토신의 가용성과 방출 조절에도 변화가 생기는데, 연구팀은 박사후 연구원인 나츠미 고마츠와 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스 화학 및 생물 분자 공학과 교수인 마르키타 랜드리와 협력하여 새로운 옥시토신 나노센서를 사용하여 이를 기록했습니다.

"이를 통해 우리는 이 수용체가 결핍될 때 발생하는 피드백 결과를 이해하고, 뇌에서 옥시토신 신호가 어떻게 변화하는지 이해할 수 있었습니다."라고 베리는 말했습니다.

해당 연구는 8월 8일 Current Biology 저널에 게재되었습니다.

사회적 들쥐가 우리에게 사회적 인간에 대해 말해주는 것

비어리는 오랫동안 설치류의 사회적 관계에 관심을 가져왔으며, 주로 연구 대상이 잘 알려지지 않은 동료 관계나 친구 관계에 초점을 맞춰 왔습니다. 그녀의 주요 연구 대상은 들쥐이지만, 여러 종에서 유사한 행동을 연구하는 것이 종 특이적인 행동과 종 전체에 걸쳐 일반화될 수 있는 행동을 구분하는 데 중요하다고 생각합니다.

실험실 연구를 보완하기 위해 그녀는 남미 설치류와 북미 벨딩땅다람쥐 집단의 사회적 행동과 뇌의 옥시토신 수용체 분포를 종 내 및 종 간 비교하는 현장 연구를 수행했습니다. 이 두 종은 집단 생활 여부에 따라 서로 다른 특성을 보입니다. 또한 최근에는 전 세계적으로 약 50종에 달하는 여러 들쥐 종에 대한 현장 실험을 시작하여 사회적 행동을 비교했습니다.

그녀는 들쥐와 같은 설치류와 아마도 다른 포유류의 경우, 동료 관계의 형성이 일부일처제적 짝짓기 관계의 진화에 앞서 이루어졌을 것이라고 추측합니다.

"대부분의 설치류는 낯선 개체와 교류하는 것을 선호하지만, 초기 실험에서 실험한 들쥐 종 대부분은 동료-파트너 선호도를 보이는 것으로 나타났습니다. 이를 선택적 우정이라고 부릅니다. 따라서 유대감을 형성하는 광범위한 경향이 있는 것으로 보입니다."라고 비어리는 말했습니다. "하지만 그중 일부일처제를 유지하는 종은 극소수에 불과합니다. 언젠가는 '선택적인 동료 관계가 일부일처제로 발전하기 전에 먼저 나타나는 걸까요? 그래서 이 속에서 일부일처제가 여러 번 진화한 걸까요?'라고 말씀드릴 수 있기를 바랍니다. 저는 이러한 친밀함 선호도가 깊이 뿌리내리고 있다고 생각합니다."

비어리는 마놀리가 주도한 2023년 연구의 공동 저자였으며, 이 연구는 옥시토신과 성 및 양육의 연관성에 의문을 제기했습니다. 이 연구는 옥시토신에 반응하지 않는 초원 들쥐가 일반 들쥐와 동일한 일부일처제적 짝짓기, 애착 및 양육 행동을 보인다는 것을 보여주었습니다. 이 들쥐들은 옥시토신 세포 수용체를 갖지 않도록 유전공학적으로 조작되었으며, 본 연구에 사용된 들쥐와 동일한 들쥐였습니다.

하지만 옥시토신이 결국 유대감을 형성하는 데 필수적인 것은 아니지만, 같은 연구진이 2024년에 발표한 추가 연구에 따르면 이러한 수용체 결핍(또는 "무효 돌연변이") 초원밭쥐는 일반 들쥐보다 잠재적인 배우자와 관계를 맺는 데 약 두 배나 오랜 시간이 걸리는 것으로 나타났습니다.

옥시토신 수용체 결핍이 짝짓기 유대감이 아닌, 들쥐의 우정 관계에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 비어리와 블랙은 세 가지 실험을 진행했습니다. 첫 번째 실험에서는 들쥐가 짝을 선호하는 데 걸리는 시간을 측정했습니다. 정상적인 들쥐는 낯선 사람보다 특정 짝을 선택하게 만드는 관계를 형성하는 데 약 24시간이 걸리는 반면, 옥시토신 수용체 결핍 들쥐는 그 시간 동안 아무런 선호도도 보이지 않았고, 또래에 대한 선호도를 확립하는 데 최대 일주일이 걸렸습니다.

"야생형 동물들은 공동 사육 후 하루 만에 이처럼 놀라울 정도로 강력한 선호도를 형성하지만, 돌연변이가 없는 동물들은 24시간 후에도 관계의 징후를 보이지 않습니다. 일주일 후에는 대부분 관계가 형성되고, 평생의 파트너들은 서로 다르지 않은 것처럼 보입니다."라고 베리는 말했습니다. "이 실험을 통해 옥시토신이 관계 형성에 필수적인 것은 아니지만, 관계 초기 단계에서 빠르고 효율적으로 관계를 형성하도록 촉진하는 데 매우 중요하다는 결론을 내렸습니다."

그런 다음, 장기간 짝을 이루어 생활하는 들쥐들을 파티처럼, 즉 다른 들쥐들과 함께 여러 개의 방을 튜브로 연결한 혼합된 집단으로 이루어진 환경에 두었습니다. 이러한 환경에서 일반 들쥐들은 아는 친구들과 어울리다가 결국 낯선 사람들과 어울리기 시작했습니다.

"모두 떨어져 있을 수도 있고, 모두 함께 있을 수도 있고, 원하는 대로 어울릴 수도 있어요."라고 그녀는 말했다. "야생형 동물들은 자신이 아는 사람을 기억해요. 마치 제가 친구와 파티에 갔다고 가정해 봅시다. 파티 초반에는 그 친구 옆에 서 있다가 그 후로 다른 사람들과 어울리기 시작하는 것과 같아요. 옥시토신 수용체가 없는 들쥐들은 그냥 섞여들었어요. 마치 같이 있는 파트너가 없는 것처럼요."

세 번째 실험에서는 들쥐가 레버를 눌러 친구/짝 또는 낯선 사람에게 접근하도록 하여 동료와 짝 사이의 유대감의 강도를 테스트했습니다.

"야생형 암컷 들쥐는 일반적으로 낯선 사람보다 파트너를 얻기 위해 더 많은 압력을 가하는데, 이는 동료 관계와 짝 관계 모두에서 공통적입니다. 옥시토신 수용체 결핍 돌연변이체도 짝짓기 상대를 얻기 위해 더 많은 압력을 가하지만, 동료 관계에서는 그렇지 않습니다."라고 베리는 말했습니다. "우리는 짝 관계가 동료 관계보다 더 보람 있다고 생각하거나, 적어도 보상 신호 전달 경로에 더 많이 의존한다고 생각하기 때문에 어느 정도 타당합니다."

따라서 옥시토신 신호가 부족하면 관계 형성이 늦어질 뿐만 아니라 장기적인 동료 관계에도 결함이 발생합니다.

반면, 옥시토신 수용체가 결핍된 들쥐는 낯선 사람에 대한 공격성이 낮고 낯선 사람을 피하는 경향도 적었습니다.

"옥시토신 신호 전달이 선택성의 양쪽 측면 모두에 기여하는 것을 볼 수 있습니다."라고 비어리는 말했다. "친사회적 측면에서는 아는 친구나 동료와 함께 있고 싶어 하는 것과 관련이 있고, 반사회적 측면에서는 낯선 동물을 거부하는 데 도움이 됩니다. 저희는 초원 들쥐에 대한 다른 연구에서도 옥시토신이 소속감과 공격성 모두에 미치는 영향을 확인했으며, 이는 집단 내/외부 역학에서 옥시토신의 역할에 대한 인간의 연구 결과와 유사합니다."

옥시토신 나노센서

연구진은 랜드리의 UC 버클리 연구실에서 개발된 새로운 옥시토신 센서를 사용하여 옥시토신 수용체 결핍이 옥시토신 분비의 증가 또는 감소를 유발하는지 확인했습니다. 만약 이 들쥐에서 옥시토신 분비가 증가한다면, 사회적 관계 형성에도 관여하는 유사한 신경펩타이드의 수용체와 상호작용하여 옥시토신 수용체 결핍을 보완할 가능성이 있습니다.

화학 및 생체분자공학, 신경과학, 분자 및 세포생물학과 부교수이자 본 논문의 공동 교신저자인 랜드리는 옥시토신 분자에 결합하여 형광을 내는 특정 단일 가닥 DNA 서열을 탄소 나노튜브와 결합하여 이 센서를 개발했습니다. 고마츠와 랜드리는 들쥐의 뇌에서 옥시토신이 과도하게 분비되지 않는다는 사실을 발견했습니다. 실제로 옥시토신은 종 전체에서 사회적 보상을 담당하는 핵심 뇌 영역인 측좌핵의 일부 부위에서 더 적은 양으로 분비되었습니다.

블랙, 코마츠, 비어리, 랜드리, 마놀리와 함께 공동 저자로 참여한 연구진은 UC 버클리의 자오 지아슈안, 스칼렛 태스키, 니콜 세라노, 그리고 UCSF의 루치라 샤르마입니다. 비어리의 연구는 미국 국립과학재단(CAREER award 2239635)과 미국 국립보건원(National Institutes of Health, R01MH132908)의 지원을 받았습니다. 코마츠는 현재 일리노이 대학교 조교수로 재직 중입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/08/250813083608.htm