어떤 사람은 광적으로 운전하는 17세아이처럼 두려움이 없는 반면, 불안장애 (anxiety disorders)로 고생하는 40백만 명에 달하는 성인의 경우, 과도한 두려움이 그들의 삶을 지배한다. 심신을 쇠약하게 하는 불안은 운전에서 앨리베이터 타기에 이르기까지 평범한 일상에의 참여도 가로 막는다.
그런데, 공포스런 기억과 행위를 조절하는 새로운 경로가 생쥐 뇌에서 콜드스프링하버연구소 (Cold Spring Harbor Laboratory,CSHL) 연구자들에 의해 확인되었고, 이는 불안장애가 생기는 방법에 대한 역학적 이해를 제공한다.
공포와 같은 무형의 감정이 신경회로 내부에 암호화된다고 생각하기 어렵겠지만, 뇌의 특정 영역에 두려움이 저장된다는 것이 이번 연구에서 확인되었다. 이들은 선행연구에서 공포학습(fear learning)과 기억이 중심편도(central amygdala)의 뉴런에서 편성된다는 것을 발견했다는 것이 이 연구팀의 리더인 리(Bo Li) 교수의 설명이다.
그렇다면, 중심편도를 제어하는 것은 무엇인가?
한 가지 가능한 후보는 시상의 실방핵(PVT, paraventricular nucleus of the thalamus)을 구성하는 일군의 뉴런이었다. 이 영역은 스트레스에 극히 민감하고, 신체적 정신적 긴장 양자에 대한 센서 역할을 한다.
학술지 Nature 에 실린 논문에 따르면, 이 연구자들은 생쥐를 대상으로 PVT가 공포학습과 기억에 관여하는 지를 분석했다. 생쥐가 공포를 학습할 때, 또는 공포스런 기억을 회상할 때, PVT가 특이적으로 활성화되는 것을 이 연구팀이 발견했다. 연구팀은 뉴런이 PVT에서 중심편도 안으로 깊숙이 신장되는 것을 관찰할 수 있었다. 그리고 이 연결이 파괴되면 공포학습이 상당히 약화되었다.
PVT와 중심편도 간의 연결이 공포학습에 핵심적 요소이기 때문에, 불안장애 치료약물 개발의 이상적인 타깃이 된다. 그런데, 이 연결은 어떻게 이루어지는가? 외상후스트레스장애 (post-traumatic stress disorder, PTSD)를 가진 사람에서 얻어진 데이터에 대한 분석으로, 두 구조물을 연결시키는 것으로 보이는 화학적 메신저들이 확인되었다. 그 중 한 가지 BDNF로 불리는 물질에 연구가 집중되었는데, 이 물질은 불안장애와 관련지어져 왔다. BDNF는 뉴런들 간의 새로운 연결뿐만 아니라 뉴런의 신생을 촉진하는 데 중요한 신경 생장 인자로 잘 알려져 있다. 불안장애 환자에는 BDNF에서의 돌연변이가 빈번하게 있었는데, 이는 이 유전자가 공포학습과 기억에 관여할 수 있다는 의미이다.
이 연구자들은 BDNF가 공포에 관여하는지, 특히 PVT와 중심편도 간의 연결에 영향을 미치는지 여부를 결정하기 위한 연구를 생쥐에서 했다. 이 연구팀은 중심편도에 BDNF를 추가하면, 뉴런을 정확히 활성화시켜, 이전에 공포스런 자극에 노출된 적이 없는 동물에서 공포반응이 촉발되고, 장기적 공포기억의 형성이 촉진된다는 것을 발견했다. 이것이 생쥐에서 공포를 제어하는 조절적 회로라는 것이 확인된 것이다. 즉, BDNF는 PVT가 중심편도에 이르는 제어를 가능하게 하는 화학적 메신저라는 것이다.
이번 결과는 임상의들이 관찰해왔던 것들과 일관되고, 환자의 근원적 병리를 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 한다. 이번 연구 결과는 뇌에서 공포를 제어하는 새로운 신경회로에 대한 역학적 이해, 그리고 불안장애의 치료 타깃을 제공할 수 있다고 한다.
