“순간 의사 결정 돕는, 뇌 회로 원리 규명”

극한 상황에서 인간의 순간 의사결정을 돕는 새로운 뇌 회로 원리가 규명됐다.

한국연구재단은 김정진 한국과학기술연구원 뇌과학연구소 박사 연구팀이 위협적 상황에서 인간이 여러 행동 선택지 중 특정 행동을 선택해 실행에 옮기게 하는 새로운 대뇌 피질과 시상 사이의 신경회로 및 세포 메커니즘을 규명했다고 4일 밝혔다.

한국연구재단 제공

극한의 상황에서 신속하고, 올바른 결정은 생존과도 직결된다. 빠르고 올바른 결정을 위해선 짧은 시간 내 주변의 자극 및 상황을 통합적으로 판단하는 동시에 위험을 최소화하면서 이득을 극대화하는 복합적인 의사 결정이 필수다.

하지만 기존 연구는 대체로 학습된 하나의 행동을 조절하는 메커니즘 규명에 집중돼 두 가지 이상의 이상 행동 사이에서 갈등, 특히 본능적 행동을 선택하는 메커니즘에 대해선 상대적으로 미진했다.

공동연구팀은 이러한 조건을 고려해 여러 선택지가 눈앞에 놓였을 때 빠르게 특정 행동의 방향을 결정하는 요인을 찾는 데 집중했고, 이 과정에서 전대상피질-시상핵 회로가 중요한 역할을 한다는 점을 밝혀냈다.

광섬유 이미징, 초소형 뇌심부 광이미징, 광유전학 등 다양한 최신 신경 연구기법을 활용해 의사결정 관련 신경 코딩법을 새롭게 발굴하고, 이를 통해 전대상피질-시상핵 회로를 조절하면 행동 선택의 편향 정도와 방향이 바뀔 수 있다는 사실을 규명한 것이다.

김정진 박사. 한국연구재단 제공

특히 연구팀은 전사체 분석으로 억제성 신경 세포인 뉴로텐신(Neurotensin) 신경 세포를 전대상 피질에서 발견, 이 신경 세포가 전대상피질-시상핵 회로의 의사결정 정보 출력을 조절함으로써 행동의 편향을 조절할 수 있다는 것을 최초로 규명했다.

연구팀의 이 같은 성과는 ‘결정의 순간’에서 빠르게 행동을 선택해야 하는 의사결정 과정에 전대상피질-시상 회로가 관여함을 최초로 밝힘으로써 자폐 스펙트럼 장애, 강박-충동 장애 등 뇌 질환에서 자주 관찰되는 비적응적 행동 편향 증상을 이해할 수 있는 새로운 메커니즘을 제시했다는 점에서도 의의를 갖는다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구, 미래뇌융합기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 연구 성과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지(Current Biology)’ 8월 5일에 게재됐다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr