美 연구팀 "고립, 수컷 편도체-전전두피질 회로 과활성화…암컷은 음주 감소"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 사회적으로 고립된 수컷 생쥐는 술을 더 많이 마시며, 이 과정에서 감정·의사결정에 관여하는 뇌 영역의 특정 회로 활동이 달라진다는 연구 결과가 나왔다.

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미국 노스웨스턴대와 소크 생물연구소 연구팀은 26일 과학 저널 네이처 신경과학(Nature Neuroscience)에서 사회적 고립이 수컷 생쥐 뇌의 기저외측 편도체와 내측 전전두피질을 연결하는 뇌 회로(BLA-mPFC)를 변화시켜 음주를 증가시키는 것으로 나타났다고 밝혔다.

논문 제1 저자인 노스웨스턴대 리샤 파텔 교수는 "이 연구는 사회적 고립이 수컷에서 음주 증가를 유발할 수 있는 특정 뇌 회로를 처음 확인한 것"이라며 "이는 고립으로 인한 알코올 오용을 이해하고 궁극적으로 치료를 위한 명확한 생물학적 표적을 제시한 것"이라고 말했다.

사회적 고립은 전 세계적으로 증가하고 있고, 주요 공중보건 위험 요인으로 인식되고 있으며, 특히 알코올과 약물 등 물질 오용과 강한 연관성이 있다는 증거가 늘어나고 있다.

연구팀은 사회적 고립은 사람에서 동기를 크게 변화시키고 알코올 오용 취약성을 높이지만, 고립감을 느끼는 게 어떻게 뇌를 재구성해 알코올 섭취를 증가시키는지 신경학적 메커니즘은 명확하지 않다고 지적했다.

연구팀은 성체 수컷과 암컷 생쥐를 사회적으로 함께 사육한 뒤 일부를 개별 사육해 사회적 고립을 모형화하고, 매일 한 시간 동안 물과 15% 알코올 용액 중 하나를 선택해 마시게 했다.

연구팀은 사회적 고립이 생쥐의 음주 및 뇌 활동에 미치는 영향을 알아보기 위해 성체 수컷과 암컷 생쥐를 함께 사육한 뒤 일부를 개별 사육해 사회적 고립을 모형화하고, 매일 한 시간 동안 물과 15% 알코올 용액 중 하나를 선택해 마시게 했다. [Nature Neuroscience, Reesha R. Patel et al. 제공. 재판매 및 DB 금지]

생쥐들의 선택과 음주량을 11일간 추적한 결과, 수컷은 고립 기간이 길어질수록 알코올 섭취가 증가, 일주일 후 최고 수준에 이른 다음 높은 상태를 유지했다.

반면 암컷은 고립 기간이 길어지면서 오히려 알코올 섭취가 감소했다. 또 물 섭취에는 고립에 따른 변화가 없었다.

연구팀은 이런 차이가 뇌에서 어떻게 나타나는지 확인하기 위해 소형 현미경을 이용해 생쥐들이 알코올을 마실지 선택하는 동안 기저외측 편도체에서 내측 전전두피질로 신호를 보내는 뉴런(BLA-mPFC 뉴런)의 활동을 측정했다.

기저외측 편도체는 감정·스트레스·사회적 정보를 처리하고 내측 전전두피질은 보상·동기·행동 조절에 관여하는 영역이다.

분석 결과 사회적 고립은 수컷 생쥐에서 BLA-mPFC 뉴런의 흥분성을 높였지만, 암컷에서는 낮췄으며, 이 회로의 흥분성이 높은 수컷일수록 알코올을 더 많이 마시는 경향을 보였다.

이어 세포 수준의 칼슘 이미징으로 음주 중 뇌세포 활동을 관찰한 결과, BLA-mPFC 뉴런은 물과 알코올을 마실 때 다른 활동 양상을 보였고, 이 회로의 알코올 관련 활동이 강할수록 알코올을 마시는 횟수도 많았다.

또 광유전학을 이용해 사회적 고립을 경험하지 않은 수컷 생쥐의 BLA-mPFC 회로를 인위적으로 활성화하자 알코올 섭취가 증가했으며, 반대로 고립된 수컷 생쥐의 BLA-mPFC 회로를 억제하자 알코올을 마시는 횟수가 줄었다.

연구팀은 사회적 고립이 전전두피질의 보상 관련 정보 처리를 변화시켜 알코올 관련 신호에 더 강하게 반응하는 방향으로 뇌 회로를 재구성하는 것으로 풀이했다.

사회적 고립 같은 부정적 사회 환경에서 BLA-mPFC 회로의 활동이 높아지면서 내측 전전두피질의 정보 처리가 달라지고, 알코올 관련 신호가 강하게 반응할 수 있다는 것이다.

연구팀은 이 연구는 대상이 생쥐이기 때문에 다음 연구에서 이 결과를 사람에게 적용할 수 있는지 확인해야 한다며 이 결과가 사람의 외로움이 곧바로 음주를 일으킨다는 것을 입증한 것은 아니라고 밝혔다.

다만 이 연구는 사회적 고립이라는 환경적 경험이 특정 신경회로를 통해 동기와 보상 처리 방식을 바꾸고, 그 결과 알코올 섭취 취약성을 높일 수 있는 생물학적 경로를 제시했다는 점에서 의미가 있다고 말했다.

◆ 출처: Nature Neuroscience, Reesha R. Patel et al., 'Social isolation recruits amygdala-medial prefrontal cortex projections to escalate alcohol drinking in male mice', http://dx.doi.org/10.1038/s41593-026-02413-x

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