동물실험으로 입증해 네이처誌 게재
기존의 공포기억 반응-감소 모델에서는 안전한 환경에서 공포기억을 유도하는 조건 자극(CS, 소리)을 반복적으로 제시해 공포기억을 억제하는 새로운 기억을 형성한다(왼쪽 위).
하지만 시간이 지나거나 변화된 환경에 놓이면 공포반응이 쉽게 재발해 버린다(오른쪽 위).
반면 양측성 시각자극(ABS)을 이용한 공포기억 반응-감소 모델에서는 양측성 자극이 안구운동 및 주의집중을 담당하는 뇌 영역(상구)을 자극해 공포반응을 담당하는 편도체를 억제하는 새로운 신경회로가 활성화된다(왼쪽 아래).
이 회로는 변화된 환경에서도 안정적으로 편도체를 억제해 공포반응의 재발을 줄이고 더 효과적인 정신적 외상 치료를 유도한다(오른쪽 아래).
기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 신희섭 단장 연구팀이 외상 후 스트레스 장애, 일명 트라우마를 치료하는 심리치료 요법의 효과를 동물실험으로 입증하고 관련된 새로운 뇌 회로를 발견했다.
연구진은 고통스러웠던 상황의 기억으로 인해 공포반응을 보이는 생쥐에게 좌우로 반복해서 움직이는 빛 자극(양측성 자극)을 주었을 때, 행동이 얼어붙는 공포반응이 빠르게 감소하는 것을 발견했다.
시간이 지난 후나 다른 장소에서 비슷한 상황에 처할 경우에도 공포 반응이 재발하지 않는 것을 확인했으며, 뇌 영역 중 공포기억과 반응에 관여하는 새로운 뇌 신경회로도 발견했다.
행동/관찰 실험, 신경생리학 기법 등을 통해 공포반응 감소 효과는 시각적 자극을 받아들인 상구(안구운동과 주위집중 담당)에서 시작해 중앙 내측 시상핵(공포기억 억제 관여)을 거쳐 편도체(공포 반응 작용)에 도달하는 신경회로에 의해 조절된다는 사실을 확인했다.
이번 연구는 경험적으로만 확인된 심리치료 기법 효과를 동물실험으로 입증함으로써 외상 후 스트레스 장애 치료법의 과학적 원리를 밝혔다는데 의의가 있다.
정신과에서 활용되는 심리치료법의 효과를 동물실험으로 재현한 것은 이번이 처음이다. 공포기억을 회상하는 동안 좌우로 움직이는 빛이나 소리 등이 반복되면 정신적 외상이 효과적으로 치료된다는 사실은 기존에도 보고된 바 있었으나 원리를 알 수 없어 도외시되는 경우가 있었다.
신희섭 IBS 연구단장은 “외상 후 스트레스 장애는 단 한 번의 트라우마로 발생하지만 약물과 심리치료에는 오랜 시간이 필요하다”며 “앞으로도 공포기억 억제 회로를 조절하는 약물이나 기술을 개발하는 연구에 집중해 외상 후 스트레스 장애를 쉽게 치료하는데 기여할 것”이라며 포부를 밝혔다.
과학기술정보통신부와 IBS(원장 김두철)는 이번 연구 성과가 학술지 네이처(Nature, IF 41.577)誌 온라인 판에 2월 14일 새벽 3시(한국시간) 논문명 ‘Neural circuits underlying a psychotherapeutic regimen for fear disorders’, 백진희(공동 제1저자, IBS/KAIST), 이석찬(공동 제1저자, IBS), 조태섭(IBS), 김성욱(IBS), 김민수(IBS), 윤용우(IBS), 김고근(IBS), 변준원(IBS/UST), 김상정(SNU), 정재승(공동교신저자, KAIST), 신희섭(공동교신저자, 연구책임자, IBS) 등으로 게재됐다고 밝혔다.