(왼쪽부터) 생명과학과 한진희 교수, 생명과학과 한준호 박사, 생명과학과 서보인 박사과정(KAIST 누리집 뉴스 갈무리)

 KAIST 생명과학과 한진희 교수 연구팀이 심리적 불안과 공포에 의해 형성되는 공포 기억을 조절하는 뇌 회로를 세계 최초로 규명하며, 맞춤형 트라우마 치료법 개발에 새로운 가능성을 열었다. 이번 연구는 한준호 박사와 서보인 박사과정이 공동으로 수행했으며, 국제 학술지 Science Advances에 2025년 5월 9일자로 게재되었다.

연구 핵심: 심리적 고통을 처리하는 전용 뇌 회로 발견

연구팀은 생쥐 모델을 활용해 신체적 고통 없이도 심리적 위협만으로 공포 기억이 형성될 수 있다는 사실을 입증했다. 이를 통해 규명된 핵심 회로는 후측 대뇌섬엽(pIC)에서 외측 팔곁핵(PBN)으로 이어지는 pIC–PBN 하향 신경 경로로, 기존에는 알려지지 않았던 정서적 고통 전용 전달 회로다.

 대뇌섬엽(pIC)-외측 팔곁핵(PBN) 신경회로를 인위적으로 활성화시키면 생쥐의 불안 행동을 야기하며 공포기억을 형성시킴(자료=KAIST 누리집 뉴스 갈무리)

실험 방법: 시각적 위협 기반 공포 조건화 모델 개발

기존 공포 기억 연구는 대부분 신체적 통증(전기 자극)을 기반으로 했지만, 이번 연구에서는 시각적 위협 자극을 활용한 새로운 실험 모델을 개발했다. 생쥐에게 천장 화면에서 빠르게 커지는 그림자를 제시해 포식자에게 공격당하는 듯한 상황을 연출함으로써 심리적 위협만으로 공포 반응을 유도했다.

정서적 & 신체적 고통 위협 신호 전달 뇌신경회로 모식도. 시각 위협자극은 신체적 고통을 유발하지 않지만 정서적 고통 신호 경로를 통해 불안한 상태를 만들고 공포 기억을 형성함(자료=KAIST 누리집 뉴스 갈무리)

주요 발견

- pIC–PBN 회로를 억제하면 시각적 위협에 따른 공포 기억 형성이 현저히 감소

- 회로를 활성화하는 것만으로도 공포 기억이 유도됨

- 통각 기반 공포 학습에는 영향 없음, 즉 정서적 고통에 특화된 회로임을 입증

임상적 기대 효과

한진희 교수는 “이번 연구는 PTSD, 공황장애, 불안장애 등 정서적 고통을 주요 증상으로 하는 정신질환의 발병 메커니즘을 이해하고, 맞춤형 치료법 개발에 중요한 토대를 마련할 것”이라고 밝혔다.

이 연구는 과학기술정보통신부 뇌과학원천기술개발사업과 뇌기능규명조절기술개발사업의 지원을 받아 수행되었으며, 향후 정신건강 분야의 치료 패러다임 전환을 이끌 수 있을 것으로 기대된다.[보도자료=Science Advances 논문(https://doi.org/10.1101/2024.10.14.618356)]