KAIST·美 대학 연구팀 규명
“뇌 신경세포 회로 불균형 탓”

마약 중독 재발 원인은 그동안 뇌 기능 저하로 알려졌으나 국내연구진이 특정 신경세포 회로의 불균형에서 비롯된다는 사실을 밝혀냈다.

한국과학기술원(KAIST)은 백세범(사진) 뇌인지과학과 석좌교수와 미국 캘리포니아 주립샌디에이고대학(UCSD) 임병국 교수 연구팀이 전전두엽 내 특정 억제성 신경세포가 코카인 중독 행동을 조절하는 원리를 규명했다고 9일 밝혔다.

연구팀은 뇌에서 다른 신경세포의 활동을 억제해 신경 신호의 균형을 조절하는 파발부민 양성(PV) 억제성 신경세포에 주목했다. PV세포는 뇌의 흥분 신호를 조절하는 일종의 ‘문’ 역할을 한다. 뇌의 전전두엽 피질(PFC)은 흥분 신호와 억제 신호가 균형을 이뤄야 충동을 억제하는 기능을 할 수 있다.

연구팀은 만성 약물 노출이 이러한 균형을 어떻게 무너뜨리는지 확인하기 위해 쥐를 대상으로 코카인 투여 실험을 진행했다. 실험 결과 PFC 내 억제성 신경세포의 약 60~70%를 차지하는 PV세포는 쥐가 코카인을 찾으려 할 때 활발하게 작동했다. 약물을 찾지 않도록 훈련하면 PV세포의 활동은 눈에 띄게 줄었는데 반대로 이 세포를 활성화하면 소거 과정 이후에도 약물을 다시 찾는 행동이 지속됐다.

이 같은 효과는 설탕물과 같은 일반적인 보상에는 나타나지 않고 마약 중독 행동에서만 특이적으로 관찰됐다. 중독 재발은 전전두엽 전체의 기능 저하 때문이 아니라 특정 신경세포인 PV세포가 하위 신경 회로와의 균형이 붕괴되면서 나타나는 회로의 문제임을 확인한 것이다.

백 석좌교수는 “PV세포가 중독 행동의 ‘문’ 역할을 한다는 발견은 향후 정밀 표적 치료 전략 개발에 중요한 단서가 될 것”이라고 말했다. 이번 연구는 국제 학술지인 ‘뉴런’ 2월호 온라인판에 실렸다.

대전=강은선 기자 [e-mail]