"아플 것 같다 느끼면 더 아파" '멍때리는' 뇌 영역이 관장한다

IBS, 기능적 자기공명영상 통해 뇌의 통증 정보 통합 과정 밝혀

 뇌가 자극에 대한 예측 정보와 실제 자극을 통합해 통증을 느끼는 과정을 국내 연구진이 밝혀냈다.

 기초과학연구원(IBS) 뇌과학 이미징 연구단 우충완 부단장과 유승범 참여교수 공동연구팀은 기능적 자기공명영상(fMRI·혈류와 관련된 변화를 감지해 뇌 활동을 측정하는 기술)을 통해 높은 층위의 뇌 영역에서 통증 정도에 대한 기대치와 실제 자극 세기에 대한 통합이 일어남을 확인했다고 24일 밝혔다.

 통증은 외부 자극에 대한 단순한 신체적 반응이 아니라 생물학적·심리학적 요인들의 복합적인 작용으로 일어난다.

 통증의 강도는 외부에서 주어지는 자극의 세기뿐만 아니라 자극이 얼마나 아플 것인가에 대한 기대치에도 영향을 받는다.

 뇌를 피질계층 별로 나눠 수학적 방법으로 분석한 결과 당초 가설과 달리 열 자극에 대한 예측·실제 자극 정보가 체감각 영역에만 존재하는 것이 아니라 시각 영역에도 존재하는 것으로 나타났다.

 즉 운동·감각 영역 등 낮은 층위의 네트워크에서도 예측 정보와 실제 자극 정보가 함께 존재한다.

 다만 두 정보 간 통합은 '디폴트 모드 네트워크'나 '변연계 네트워크'와 같은 높은 층위의 네트워크에서만 일어나는 것으로 분석됐다.

 디폴트 모드는 사람이 휴식 상태에서 아무 인지 활동을 하지 않을 때 활성화하는, 이른바 '멍때리는' 동안 활성화하는 영역이며 변연계 네트워크는 정보와 정서 자극을 처리하는 상위 영역이다.

 우충완 부단장은 "기존 연구가 특정 뇌 영역과 통증 정보의 연관성을 밝히는 데 그쳤다면 이번 연구를 통해 통증 정보들이 어떻게 통합되는지에 대한 수학적 원리를 밝혔다"며 "만성 통증 치료의 새로운 전략을 개발하는 데 기여할 것"이라고 말했다.

 이번 연구 성과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 지난 12일자 온라인 판에 실렸다.


의료.병원,한방

더보기

학회.학술.건강

더보기
"효소는 유전자가 설계한 기계처럼 작동한다"
우리 몸의 생화학 반응을 조율하는 효소가 실제로는 유전자가 설계한 나노 기계처럼 작동한다는 사실을 국내외 공동 연구진이 입증했다. 4일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 이 대학 물리학과 츠비 틀루스티 특훈교수팀은 이스라엘 와이즈만 연구소의 일라이셔 모지스 박사팀과 함께 효소 내부의 점탄성이 효소의 생물학적 기능에 결정적인 역할을 한다는 사실을 실험적으로 밝혀냈다. 효소는 음식물 소화, 에너지 생성, DNA 복사, 노폐물 처리 등 화학 과정을 활성화하는 생체 단백질이다. 효소는 작동할 때 구조가 열리고 닫히는 움직임을 반복하는데, 이때 단백질 전체가 단단하지도 흐물흐물하지도 않고 마치 스프링처럼 탄력 있게 움직이며 충격을 흡수하는 성질인 점탄성을 보인다. 효소는 점탄성을 통해 구조적 유연성과 안정성을 유지한다. 연구팀은 효소의 기계적 특성이라고 할 수 있는 점탄성이 망가지면 화학적 기능인 활성도 크게 떨어지는 것을 확인했다. 연구팀은 첨단 측정 기술을 통해 효소에서 기계의 완충 장치인 '쇼크 옵서버'와 같은 역할을 하는 '고변형 영역'을 찾아내 이 영역의 아미노산 1개를 바꿔 돌연변이를 만드는 실험으로 이 같은 사실을 밝혀냈다. 고변형 영역은 효소 안에서