“난 왠지 이곳이 좋더라.”

특정 장소를 좋아하는 이유가 풀렸다. 특정 장소에 끌리는 뇌세포 작용 원리가 밝혀졌다. 국내 연구팀이 행복감을 유발하는 화합물인 오피오이드(opioid)가 뇌 별세포와 결합하는 과정에서 장소에 대한 선호 기억을 형성한다는 것을 알아냈다.

별세포(astrocyte)는 뇌에서 가장 많은 수를 차지하는 별 모양의 비신경세포를 말한다. 신경세포의 기능이 잘 유지되도록 도와주는 역할을 한다. 이 외에도 최근 다양한 기능들이 조금씩 밝혀지고 있다.

이전 연구에서 장소에 대한 기억을 담당하는 뇌 영역인 해마에 있는 별세포에 ‘뮤-오피오이드 수용체(MOR, mu-opioid receptor)’가 존재함을 밝힌 바 있다. 엔돌핀, 모르핀, 담고 등 오피오이드가 이 수용체를 활성화한다.

이번 연구에서는 오피오이드가 뇌 해마 별세포 ‘뮤-오피오이드 수용체’에 결합함으로써 행복한 경험을 했던 장소에 대한 선호 기억을 형성한다는 사실을 처음으로 규명했다.

연구팀은 오피오이드로 인한 특정 장소 선호를 확인하기 위해 동물 행동실험을 진행했다. 연구팀은 2개의 방을 자유롭게 오갈 수 있는 쥐가 2개의 방 중 어느 방을 더 선호하는지를 우선 파악했다. 이후 선호하지 않는 방에 있을 때 해마 별세포 ‘뮤-오피오이드 수용체’에 결합하는 모르핀을 주사했다. 이후 쥐의 행동을 다시 관찰한 결과, 선호하지 않던 방을 더 선호하게 됐음을 확인했다. 해마 별세포 ‘뮤-오피오이드 수용체’가 장소에 대한 선호 기억 형성에 관여한다는 것을 확인하는 순간이었다.

추가로 연구팀은 해마 별세포 ‘뮤-오피오이드 수용체’의 발현을 조절했다. 이를 통해 ‘뮤-오피오이드 수용체’가 해마 별세포로부터 흥분성 신경전달물질인 글루타메이트 분비를 촉진하며 해마 시냅스 신경세포 사이의 신호전달을 강화한다는 것을 알아냈다. 이는 장기강화(LTP, Long-term potentiation: 시냅스를 이루는 두 신경세포 사이의 신호전달이 지속해서 증강되는 것)로 이어져 특정 장소를 선호하게 된다는 것을 파악했다.

이번 연구는 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 인지 교세포과학 그룹 이창준 연구단장이 수행했다. 경북대, 한국과학기술연구원(KIST)과 공동으로 이뤄졌다.

남민호 KIST 신경과학연구단 연구원은 “뇌에서 베타-엔돌핀 호르몬이 분비되거나 강력한 마약성 진통제인 모르핀을 투약하는 경우 행복한 감정을 느낌과 동시에 장소에 대한 정보를 받아들여 특정 장소 선호 기억을 형성하게 된다”라고 설명했다.

이창준 단장은 “공포나 회피와 같은 감정과 달리 행복과 선호를 유발하는 뇌 메커니즘에 대해서는 아직 많은 연구가 이뤄지지 않았다”며 “행복한 감정과 좋아하는 감정뿐 아니라 사랑이란 감정이 생기는 이유를 알아가는 데까지 연구를 확장해 나갈 계획”이라고 말했다.

한편 연구성과는 셀 리포트(Cell Reports) 7월 31일 자(논문명: Activation of astrocytic mu-opioid receptor causes conditioned place preference)에 실렸다.