최근 우리 사회는 ‘도파민 시대’라 해도 과언이 아니다. 도파민은 뇌신경 세포의 흥분을 전달해 일명 ‘쾌락 호르몬’이라고도 불린다. 스마트폰을 통해 숏폼 등과 같은 자극적인 콘텐츠를 찾는 도파민 중독이 사회적 문제로 대두되면서 ‘문제적 호르몬’이라고 일컬어지기도 한다. 이 가운데 도파민이 자극과 보상 사이의 정신적 연관성을 형성하게 도와주는 일종의 '교육 호르몬'으로 작용하는 것으로 보인다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다.
‘네이처 신경과학(Nature Neuroscience)’에 발표된 미국과 호주 연구진의 논문을 토대로 건강의학 전문매체 '메디컬 익스프레스'가 최근 보도한 내용에 따르면, 연구책임자 중 한 명인 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA)의 멜리사 샤프 연구원은 "도파민 신경세포의 발화는 뇌의 교육신호로 작용하는 것으로 나타났다"고 밝혔다.
그는 "도파민 신경세포의 활성화는 새롭고 두드러진 일이 일어날 때마다 발생하는데 우리가 새로운 기억을 만들기 위해 사건들을 함께 연관 짓는 것을 학습하도록 도와준다"며 "중요한 것은 도파민 신경세포가 스스로 사물을 '가치 있게' 또는 '좋게' 만들지 않고도 이러한 기능을 수행한다는 점"이라고 설명했다.
연구진은 이를 확인하기 위해 '두뇌 안 자기자극(ICSS‧intracranial self-stimulation)'에 주목했다. ICSS는 생쥐들에게 지렛대를 누르면 도파민 신경세포에 전기자극이 가해지도록 하면 자발적으로 이를 눌러대는 현상을 말한다. 연구진은 생쥐 대상 ICSS실험에 동물이나 인간의 행동을 주도하는 인지 표현을 밝히기 위해 고안된 '파블로프-도구 전이'(PIT) 과정을 적용했다. PIT는 먹이를 의미하는 종소리가 울리면 개들이 저절로 침을 흘리게 된다는 파블로프 학습효과와 특정한 상황 또는 자극으로 특정한 행위를 수행하게 하는 도구학습 효과를 접목한 것이다.
샤프 박사는 "생쥐에게 어떤 단서(소리나 클릭)가 특정 결과(도파민 자극 또는 먹이)로 이어진다는 것을 가르쳐 준 다음 두 가지 지렛대 중 하나를 누르면 그에 해당하는 결과를 얻을 수 있음을 각인시켰다"고 설명했다.
연구 결과는 흥미로웠다. 연구진은 도파민 신경세포의 생리적 발화 비율이 도파민 신경세포가 직접 가치 신호를 전달한다는 것을 뒷받침할 정도에 미치지 못하다는 것을 발견했다. 하지만 도파민 신경세포 자극을 생리학적 발화 비율 이상으로 발생시키면 동물이 행동을 보이는 감각 특정 목표로 기능할 수 있다는 것도 관찰됐다. 결국 도파민 신경세포의 높은 발화 빈도는 궁극적으로 생쥐가 PIT 효과와 관련된 쾌락 추구 행동에 참여하도록 유도하는 보상으로 작용할 수 있다는 것이다.
샤프 박사는 연구 결과와 관련해 "이는 도파민 신경세포가 일상생활에서 발화할 때 자극을 주는 물질에 가치를 부여하는 것이 아니라는 것을 시사한다"고 지적했다. 그는 "대신 새로운 기억을 형성하거나 자극과 관련된 주변 환경의 물질이 어떻게 연관돼 있는지를 이해하는 데 도움을 주는 기능을 한다"고 설명했다.
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