[문화투데이 구재숙 기자] 사회적 고립이 뇌의 감각처리 신경망을 손상해 뇌 기능 발달을 저해한다는 동물실험 결과가 나왔다.
삼성서울병원 영상의학과 이정희 교수, 생리의학교실 정성권 교수와 한국뇌연구원 이태관 책임연구원 등은 생쥐의 사육 환경에 따라 뇌의 통합적 감각기능이 어떻게 달라지는지 기능적 자기공명영상(fMRI) 검사로 분석한 결과 이러한 사실을 확인했다.
연구팀은 생후 4주부터 11주까지 수컷 생쥐를 두 그룹으로 나눠 터널, 회전 바퀴, 둥지 등 물리적 자극과 사회적 교류가 풍부한 환경(Environmental Enrichment)과 외부 자극 없이 단독 사육되는 사회적 고립 환경(Social Isolation)에서 각각 사육했다.
이후 생쥐의 앞발, 수염, 시각, 후각 등 다양한 감각기관을 자극한 뒤 뇌 전체에 미치는 영향과 감각 반응 등을 fMRI 촬영으로 파악했다.
그 결과 자극과 사회적 교류가 풍부한 환경에서 자란 생쥐는 고차원적 시각 및 촉각 처리 능력이 향상된 것으로 확인됐다. 신경계가 적절한 운동 반응을 실현하기 위해 감각 정보를 수집하고 해석하는 '감각-운동 통합'(sensorimotor integration) 기능도 강화됐다.
반면 사회적 고립 환경에 사육된 생쥐는 뇌 전체의 기능적 연결이 저하됐고, 특히 후각 영역에서 자극을 제대로 인식하지 못하면서 냄새를 맡는 기능이 떨어지는 것으로도 나타났다.
연구팀은 청소년 및 청년기에 경험하는 생활 환경이 뇌의 통합적 감각 기능 및 신경망 형성에 큰 영향을 미친다는 사실을 엿볼 수 있는 대목이라고 봤다.
다양한 감각 자극과 활발한 사회적 교류는 뇌 기능을 향상하지만, 사회적 고립은 뇌의 감각 처리 신경망에 손상을 가할 수 있다는 게 연구팀의 결론이다.
이태관 한국뇌연구원 책임연구원은 "감각 자극과 사회적 상호작용은 뇌 발달에 있어 선택이 아닌 필수 요소"라며 "이번 연구는 결정적 발달 시기에 노출된 환경이 감각 기능은 물론 전반적인 뇌 연결성과 네트워크 통합 기능에 어떤 영향을 미치는지를 명확하게 보여준다"고 설명했다.
이정희 교수는 "다중감각 자극에 대한 뇌의 감각통합 반응을 fMRI를 통해 분석한 세계 최초의 사례"라며 "청소년기의 사회적 고립이 뇌에 미치는 위험성을 제시함으로써 향후 정신건강 질환의 예방과 치료 전략에 대한 실마리를 제공할 수 있을 것"이라고 내다봤다.
연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 최근호에 게재됐다.
