[신경과학] 17.2 : 감정의 뇌과학 - 최신 관점 - 2

 

 

지난 포스트에 이어서 emotion과 관련된 최신 관점들에 대해 알아보자.

 

 

Amygdala 이외에 emotion과 관련된 다른 부위를 찾기 위해 아래와 같은 elimination들을 수행해봄.

 

 

 

 

이러한 실험들을 통해서 다양한 사실들을 알 수 있었음. 우선 cerebral hemisphere, telencephalon을 제거해봤을 경우 sham rage, 즉 거짓 분노가 생김. sham rage란 미세한 자극에도 반응하지만 분노를 일으키는 척만 하며 실제로 공격하지는 않는 것을 의미함. 한편 hypothalamus에 추가적인 lesion을 유발한 경우에는 분노 정도가 증가함. 더 나아가서, 원래는 telencephalon이라는 부위가 hypothalamus를 inhibition하고 있지만 telencephalon을 제거할 시 hypothalamus가 과활성화되어서 분노 정도가 증가함을 알게 됨.

 

 

방금 말했던 것처럼 양쪽 대뇌반구와 telencephalon을 모두 제거할 시에 sham rage를 만들 수 있음. 그런데 telencephalon을 제외한 나머지 부분을 없앨 시 sham rage가 사라짐. 이 결과를 통해 telencephalon이 평소에는 hypothalamus를 inhibition하고 있을 거라고 추정하게 된 것임.

 

 

 

hypothalamus와 aggression간에 밀접한 관계가 있음을 보인 흥미로운 연구결과들이 많은데, 그 중 Flynn's research에 대해 알아보자.

 

 

 

 

흥미롭게도 medial hypothalamus를 자극할 시 위 그림 (a)에서와 같이 affective aggression을 보이는 반면 lateral hypothalamus를 자극할 시 위 그림 (b)에서와 같이 predatory aggression을 보임. 이를 통해 hypothalamus 안에서도 서로 다른 region이 서로 다른 종류의 aggression을 유도한다는 것을 알게 됨.

 

 

조금 더 구체적으로는 lateral hypothalamus→medial forebrain bundle→ventral tegmental area(VTA)를 거치면서 autonomic function이 변화해서 predatory aggression이 유발되게 됨. 한편 medial hypothalamus→dorsal longitudinal fasciculus→periaqueductal gray matter를 거치면서 autonomic function이 변화되어서 결과적으로 affective aggression이 유발됨.

 

 

참고로 predatory aggression 유발 과정에서 거치게 되는 VTA는 reward와 관련된 대표적인 뇌 부위인데, 이 부위가 관여하는 것은 make sense함. 그도 그럴 것이, 상대방을 죽임으로써 일종의 reward를 받는 것이기 때문.

 

 

 

 

 

위 그림에는 지금까지 배운 뇌의 각종 부위들이 emotion 형성에 어떻게 관여하는지가 종합적으로 나타나 있음. 보면 정보 input이 cerebral cortex로 들어오고, 이후 amygdala로 projection됨. (물론 amygdala에서 cerebral cortex로 가기도 함) 이후 amygdala를 경유한 정보는 hypothalamus로 이동하거나 혹은 PAG, ventral tegmental area로 전달되고 그 결과 최종적으로 aggressive behavior가 유발되게 되는 것임. 다만 실제로는 amygdala를 경유하지 않고 cerebral cortex에서 바로 PAG, ventral tegmental area 등으로 연결될 수도 있음. 따라서 분명히 amygdala가 emotion 형성에 있어서 central hub의 역할을 하는 것은 맞지만 amygdala가 항상 hypothalamus, PAG, ventral tegmental area에 대해서 상위에 있는 것은 아님. (이는 영역에 따라 달라짐)

 

 

그 밖에 serotonin도 anger, aggression 형성에 있어서 critical한 역할을 한다는 것이 잘 알려져 있음. 이와 관련된 hypothesis가 바로 serotonin deficiency hypothesis인데, 이 hypothesis에 따르면 serotonin이 많아질 시 aggression 정도가 감소함. 실제로 serotonin을 분비하는 neuron들이 뭉쳐져서 존재하는 serotonergic dorsal raphe 부분은 medial forebrain bundle을 통해 hypothalamus와 limbic structure로 projection되며 그 결과 anger, aggression 등을 regulation하는 데 기여하게 됨.

 

 

실제로 rodent에서 serotonin turnover를 감소시킬 경우(즉, serotonin이 생합성되고 분해되는 rate을 감소시킬 경우) aggression 정도가 증가함을 알 수 있음. 그 밖에, serotonin synthesis inhibitor의 일종인 PCPA를 사용할 시 aggression 정도가 증가한다는 것도 확인 가능함. 이는 human에서도 마찬가지인데, 실제로 case study를 통해 serotonin activity와 aggression 사이에 negative correlation이 있음을 확인하였음.

 

 

 

 

이러한 연구들은 대부분의 경우 사람이 아닌 동물들에서 많이 수행되어 있음. 그러나 과연 동물이 느끼는 감정과 사람이 느끼는 감정이 동일한 것인지에 대해서는 의구심이 남아있을 수 밖에 없음. 게다가 사람을 대상으로 study를 한다 해도 imaging 장비에 의존할 수 밖에 없는데 이런 장비들의 해상도 측면에서의 한계와 mechanism을 거의 알지 못한다는 점 등이 현재의 limitation이라 할 수 있음.

 

 

 

다음 포스트부터는 수면과 관련된 뇌과학에 대해 알아보자.