아주경제 최서윤 기자 = 미래창조과학부는 김정훈 포스텍 교수 연구팀이 뇌의 편도체에서 일어나는 시냅스 가소성으로 인한 공포 기억의 발현과 이에 따른 행동의 제어 메커니즘을 규명했다고 29일 전했다. 외상 후 스트레스 장애(PTSD)와 편도체 내 억제성 신경회로의 연관성을 밝힘으로써 앞으로 관련 질환 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다.

편도체는 공포로 인한 반응 행동, 공포와 관련된 자극을 학습하는 데 필수적인 역할을 하는 뇌 영역으로 대뇌변연계를 구성하는 요소 중 하나다. 내부의 측핵과 중심핵으로 이어지는 신경회로에 공포 기억이 저장되는 것으로 알려졌다. 그러나 이 회로를 조절하는 억제성 신경세포군은 크기가 너무 작아(마우스의 경우 0.0098mm3) 연구가 어려웠고 그 역할과 조절 메커니즘이 미지의 영역으로 남아 있었다.

  김 교수 연구진은 약한 공포를 학습시킨 실험용 쥐의 억제성 세포군에서는 장기 시냅스 저하가 쉽게 일어나는데 이런 시냅스 가소성을 광유전학적 방법으로 제거해보니 마우스가 과도한 공포 반응을 나타낸다는 것을 확인했다.

또 외상 후 스트레스 장애를 보이는 쥐나 도파민 수용체 발현을 억제시키는 약물을 주입한 쥐에서 약한 공포 학습에도 강한 공포 반응을 보이고 도파민 수용체가 장기 시냅스 저하를 일으킨다는 것을 확인했다.

김 교수 연구진은 이를 통해 약한 공포에 관한 학습은 도파민 수용체를 활성화해 장기 시냅스 저하를 일으켜 강한 공포 행동이 나오지 못하도록 제어할 수 있지만 외상 후 스트레스 장애를 앓거나 도파민 수용체가 제 기능을 하지 못하면 장기 시냅스 저하가 일어나지 않아 과도한 공포 반응을 보인다는 것을 밝혀냈다.

김 교수는 “이번 연구로 인간의 뇌에서 발현되는 적은 양의 수용체 단백질이라도 행동을 조절하는 데 중요할 수 있다는 것을 알아냈다”며 “외상 후 스트레스 장애 동물에서 발생하는 과도하고 일반화된 공포 기억의 발현 원인을 규명함으로써 앞으로 공포 기억과 관련되어 있을 것으로 생각되는 신경정신질환 치료 연구에 새로운 타겟을 제시했다”고 밝혔다.