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시각 정보 인식해 행동 결정하는 대뇌 신경회로 과정 밝혀

송고시간2021-08-26 16:17

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한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 이승희 교수 연구팀이 시각 정보를 인식해 행동을 결정하는 대뇌 전두엽의 신경회로 과정을 새롭게 규명했다고 26일 밝혔다.

우리 몸은 외부의 감각 정보를 인식해 상황에 맞는 행동을 수행한다.

시각 정보를 인식하고 그에 맞는 운동 행동을 결정하기 위해 인체 뇌는 감각 정보를 적절한 운동 정보로 변환해야 하는데, 이 교수 연구팀은 이것이 전측 대상회(전대상) 피질(ACC·anterior cingulate cortex)의 억제성 회로에 의해 이뤄짐을 밝혔다.

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KAIST "조현병·ADHD 등 충동성 나타내는 뇌 질환 치료에 기여"

생쥐 실험을 통해 밝힌 전대상 피질의 억제성 회로 일러스트
생쥐 실험을 통해 밝힌 전대상 피질의 억제성 회로 일러스트

[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 이승희 교수 연구팀이 시각 정보를 인식해 행동을 결정하는 대뇌 전두엽의 신경회로 과정을 새롭게 규명했다고 26일 밝혔다.

우리 몸은 외부의 감각 정보를 인식해 상황에 맞는 행동을 수행한다.

예를 들어 신호등의 빨간 색 신호를 보면 멈추고, 초록색 신호를 보면 출발한다.

이처럼 시각 정보를 인식하고 그에 맞는 운동 행동을 결정하기 위해 인체 뇌는 감각 정보를 적절한 운동 정보로 변환해야 하는데, 이 교수 연구팀은 이것이 전측 대상회(전대상) 피질(ACC·anterior cingulate cortex)의 억제성 회로에 의해 이뤄짐을 밝혔다.

전대상 피질은 신체적인 고통에 반응하고 통증 정보를 처리하는 영역으로, 뇌 전두엽에 자리 잡고 있다.

연구팀은 시각 자극이 주어지면 물을 핥고, 그렇지 않으면 핥기를 멈추는 행동을 학습시킨 생쥐의 전대상 피질에 고밀도 실리콘 전극을 삽입, 생체 내 신경 신호를 측정했다.

생쥐 전대상 피질의 신경 신호 측정 실험
생쥐 전대상 피질의 신경 신호 측정 실험

[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

약물을 이용해 전대상 피질의 활성도를 낮춘 결과, 생쥐는 시각 자극이 주어지지 않았음에도 충동적으로 핥기를 지속하는 비정상적인 행동 양상을 보였다.

전대상 피질은 시각 정보가 없을 때 운동을 멈추고 기다려야 하는 충동 조절에 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 전대상 피질에는 시각 정보에 반응하는 시각 반응성 신경세포와 운동 개시를 억제하는 운동 억제성 신경세포, 시각 정보와 운동 개시 모두에 반응하지 않는 나머지 신경세포들이 존재함을 확인했다.

특히 광유전학적 방법을 이용한 실험에서 전대상 피질의 시각 반응성 신경세포들은 시각 피질로부터 신경 정보를 직접 전달받음을 확인했고, 광 자극으로 해당 신경 회로를 활성화하면 시각 자극이 없어도 생쥐의 행동을 유발할 수 있음을 증명했다.

주의력 결핍 과잉행동 장애(ADHD)나 조현병 등과 같은 인지장애·충동성을 나타내는 뇌 질환 치료에 기여할 것으로 기대된다고 연구팀은 설명했다.

jyoung@yna.co.kr

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