뇌, 통증과 가려움 어떻게 구분?…신경세포의 비밀

[CBC뉴스] 국내 연구진이 통증과 가려움이라는 두 가지 자극이 동일한 경로로 전달됨에도 불구하고 뇌가 이를 어떻게 구분하는지를 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지·사회성 연구단의 강봉균 단장과 경북대 치대 고형곤 교수의 공동 연구팀은 전측 대상회피질에서의 정보 처리 과정을 규명했다고 5일 발표했다.

연구에 따르면, 통증과 가려움 자극은 말초 신경을 시작으로 뇌의 시상과 뇌간을 거쳐 전측 대상회피질로 전달된다. 전측 대상회피질은 통증 정보를 처리하는 영역으로, 고차원 인지 기능과 관련이 깊다. 이곳에서 두 자극이 서로 다른 생리적 및 행동적 반응을 유도하는 메커니즘은 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 실험용 생쥐에게 포르말린과 히스타민을 주입하여 각각 통증과 가려움을 유발했다. 이후 조기조절유전자 관찰 기술과 칼슘 이미징 기술을 이용해 뉴런의 활성화를 관찰했다. 이 과정에서 두 자극이 서로 다른 독립적인 뉴런 집단을 통해 처리된다는 사실을 발견했다.

특히, 2018년에 개발된 시냅스 분석 기술을 통해 배내측 시상에 위치한 뉴런들이 전측 대상회피질의 뉴런과 각각 다른 시냅스를 형성한다는 점도 확인됐다. 이러한 발견은 통증과 가려움이 서로 다른 신경경로를 통해 뇌에서 구분된다는 것을 입증한 것이다.

또한, 화학·유전학 기법을 통해 통증 특이적 뉴런과 가려움 특이적 뉴런을 각각 선택적으로 억제했을 때 생쥐의 행동이 변하는 모습을 분석했다. 통증이 억제된 생쥐는 핥는 행동이 줄어들었고, 가려움이 억제된 생쥐는 긁는 행동이 감소했다. 이는 두 자극이 각각 독립적인 뉴런 경로를 통해 처리됨을 시사한다.

강봉균 IBS 단장은 “이번 연구는 감각이 시냅스 수준에서 어떻게 구별되는지를 처음으로 입증한 사례”라며, “이는 인간의 인지 기능을 이해하는 데 큰 기여를 할 것”이라고 밝혔다. 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 지난 4일 자 온라인판에 게재됐다.

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▮ CBC뉴스ㅣCBCNEWS 한종구 기자

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