실험쥐 뇌신경세포 조작하니…"도박중독 행동조절 가능"

뇌신경 세포의 가지돌기 가시 중 일부 모양을 조작하면 신경세포의 흥분성이 줄어들고 도박중독 행동을 조절할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

연세대학교 의과대학 생리학교실 김정훈·김화영 교수·곽명지 연구원과 서울대학교 치의학대학원 생리학교실 최세영 교수·최수정 연구원 연구팀은 대뇌 측좌핵에서 발현하는 단백질을 인위적으로 조작해 가지돌기 가시의 모양을 바꾸면 위험 선택 행동의 변화를 유도할 수 있다고 28일 밝혔다.

중독 환자 대부분은 부정적인 결과가 예상돼도 중독 원인 물질 혹은 대상을 얻기 위해 위험을 감수하는 경향이 있다. 이런 특징은 약물중독 뿐 아니라 도박중독과 같은 행위중독 환자도 보인다. 그동안 도박 중독 연구는 사람을 대상으로 제한적으로 이뤄졌지만, 동물 모델을 통해 뇌 단백질을 조작하고 위험 선택 행동의 뇌 기전을 심도 있게 분석한 연구는 이번이 처음이다.

연구팀은 실험용 쥐를 도박성 게임 훈련을 통해 한 번에 얻는 보상의 크기는 작지만 최종적으로 더 많은 보상을 얻게 되는 선택지를 선택하는 위험 회피군과 반대로 한 번에 얻는 보상의 크기는 크지만 최종적으로 더 적은 보상을 얻게 되는 선택지를 선택하는 위험 추구군으로 분리했다.

이들 쥐에서 대뇌 측좌핵의 전기생리적 성질을 측정한 결과 위험 회피군에 비해 위험 추구군의 세포 흥분성이 떨어져 있었다.

연구팀은 신경세포 내 가지돌기 가시의 성숙도를 조절하는 라딕신 단백질의 인산화를 모방한 돌연변이 유전자를 바이러스를 통해 위험 회피군 측좌핵에서 과발현시켰다.

위험 회피군의 측좌핵 내 가지돌기 가시 중 버섯 모양의 가시 상당수의 머리가 작아졌으며 세포 흥분성도 감소했다. 이런 모양의 변화는 위험 추구군의 가지돌기 가시 상태와 비슷했다. 실제로 위험 회피군 쥐는 라딕신을 제공받은 후 위험 추구 성향이 증가했다.

김정훈 교수는 “이번 연구는 위험 선택 행동의 유형에 따라 측좌핵의 가지돌기 형태 및 전기생리적 특성에 차이가 나타나며 가지돌기 형태를 인위적으로 조작하면 위험 선택 행동을 조절할 수 있다는 것을 규명했다는 것에 의의가 있다”며 “도박중독 질환에 취약한 의사결정 장애의 뇌 과학적 기전을 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부가 주관하는 기초연구실지원사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받았다. 연구 결과는 국제학술지 ‘프로그레스 인 뉴로바이올로지(Progress in Neurobiology)’ 최신호에 실렸다.