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KAIST 김대수 교수팀, 소유욕을 만드는 뇌 신경회로 발견

기사입력 2018-03-15 11:41


(왼쪽 위부터 시계방향) 김대건, 정용철 박사과정, 김대수 교수, 박세근 박사  [사진제공 = KAIST]
↑ (왼쪽 위부터 시계방향) 김대건, 정용철 박사과정, 김대수 교수, 박세근 박사 [사진제공 = KAIST]
국내 연구진이 소유와 집착과 관련된 뇌 회로를 발견했다.
김대수 KAIST 생명과학과 교수와 이필승 KAIST 기계공학과 교수 공동 연구진은 '전시각중추(MPA·Medial preoptic area)'라 불리는 뇌의 시상하부 중 일부가 먹이를 획득 및 소유하려는 본능을 만들어낸다는 사실을 찾아냈다고 15일 밝혔다.
사람과 동물은 다양한 사물을 탐색하고 획득하고자 하는 욕구가 있다. 생존을 위한 먹이나 물건 획득을 위해서다. 세계적으로 열풍이 불었던 포켓몬 고 같은 게임에서 아이템 획득하는데 몰입하는 것도 같은 원리이다. 인간에게 이러한 욕구는 경제활동을 비롯한 다양한 행동의 동기가 된다. 그러나 물건에 대한 욕구는 본능이기에 쉽게 조절할 수 없을뿐더러 잘못된 습관이나 질환으로 이어질 수 있다. 쓸모없는 물건을 집안에 모으고 버리지 못하는 수집 강박증이나 쇼핑 중독에 빠지는 경우도 있다. 물건에 대한 과도한 집착은 정신 질환의 일종으로 분류돼 있지만 그 원인에 대해서는 정확히 밝혀진 바가 없었다.
연구진은 한 쥐에게는 장난감을 갖고 놀게 하고 다른 쥐는 따로 물체를 주지 않은 뒤 뇌를 분석했다. 이 과정에서 MPA 신경회로가 활성화됨을 발견했다. 그 후 광유전학을 이용해 빛으로 MPA를 자극하자 물체 획득을 위해 실험체가 집착하는 이상행동을 보이는 것을 확인했다. 김대수 교수는 "MPA신경이 수도관주위 회색질(PAG)로 흥분성 신호를 보내 행동을 만들어낸다는 사실을 규명해 이를 MPA-PAG 신경회로라 이름 지었다"고 설명했다.
연구진은 MPA가 물건에 대한 집착과 소유욕과 밀접한 관련이 있음을 밝혀낸 뒤 이를 조절하는 기술 개발에 착수했다. 생쥐 머리위에 물체를 장착해 눈앞에서 좌우로 움직일 수 있도록 무선으로 조종하고 MPA-PAG 신경회로를 자극해 생쥐가 눈앞에 물체를 따라가도록 한 것이다. 이것은 고등동물인 포유류의 행동을 원하는 방향으로 조종한 기술로 연구진은 이를 '미다스(MIDAS)'라고 불렀다. 이필승 교수는 "미다스 기술은 동물의 탐색본능을 활용하여 동물 스스로 장애물을 극복하며 움직이는 일종의 자율주행 시스템"이라고 설명했다.
연구진은 특히 이번 연구가 신경과학과 시스템 공학이 만나 융합연구가 이뤄진 사례라는 점을 강조했다. 생명과학 전공인 박세근 박사는 전시각중추가 물건에 집착하는 회로라는 것을 밝혔고, 기계공학 전공인 김대건 박사는 컴퓨터 프로그래밍과 동물 무선제어에 큰 기여를 했다. 공동연구의 중간역할을 한 정용철 박사과정 연구원은 "용어 조차 다른 신경 과학과 시스템 제어 공학이라는 전혀 다른 두 분야를 서로가 완벽히 이해해야만 했고, 이를 위해 팀원들과 함께 끊임없이 논의하고 연구했다"고 말했다.
김대수 교수는 "수

집 강박, 도벽, 게임중독 등을 치료할 수 있는 단서를 제공했다고 생각한다"며 "이러한 지식을 통해 만들어진 뇌-컴퓨터 접속기술은 국방, 재난 구조 등 다양한 분양 활용될 수 있을 것"으로 기대했다. 연구결과는 국제학술지 '네이처 뉴로사이언스' 3월호에 게재됐다.
[원호섭 기자]

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