운동은 신경세포의 성장을 자극하고 트라우마와 중독을 잊는 데 도움이 됩니다.

캐나다 토론토 대학교와 일본 규슈 대학교 연구진은 운동이나 유전자 조작을 통해 해마의 뉴런 형성을 증가시키고 신경 회로를 재배선하는 것이 생쥐의 외상이나 약물 관련 기억을 잊는 데 도움이 된다는 사실을 발견했습니다. Molecular Psychiatry 저널 에 발표된 이 연구 결과는외상 후 스트레스 장애 (PTSD)나 약물 중독 과 같은 정신 질환 치료에 새로운 접근법을 제시할 수 있을 것으로 기대됩니다.

PTSD는 자연재해, 심각한 사고, 폭행 등 외상적 사건을 경험하거나 목격함으로써 발생할 수 있는 정신 질환입니다. 전 세계적으로 인구의 약 3.9%가 PTSD를 앓고 있으며, 이는 외상적 사건을 떠올리게 하는 장소나 사람을 생생하게 기억하고 회피하는 특징이 있습니다. PTSD는 현재 항우울제와 같은 약물이나 치료법으로 치료되는 경우가 많지만, 많은 사람들이 치료에 효과적으로 반응하지 않기 때문에 연구자들은 다양한 치료법을 지속적으로 모색하고 있습니다.

쥐를 대상으로 한 이 연구에서, 규슈 대학교 약학부의 리사코 후지카와 부교수와 그녀의 전 지도교수인 토론토 대학교의 폴 프랭클랜드 교수, 그리고 아담 람사란을 포함한 연구팀은 해마에서 새로운 뉴런을 형성하는 과정인 신경발생이 공포 기억을 잊는 능력에 어떤 영향을 미치는지에 초점을 맞추었습니다. 특정 장소 및 맥락과 관련된 기억을 형성하는 데 중요한 뇌 영역인 해마는 치상회(dentate gyrus)라는 영역에서 매일 새로운 뉴런을 생성합니다.

"신경 발생은 새로운 기억을 형성하는 데 중요할 뿐만 아니라, 기억을 잊는 데도 중요합니다. 새로운 뉴런이 신경 회로에 통합될 때 새로운 연결이 형성되고 오래된 연결은 파괴되어 기억을 떠올리는 능력이 손상되기 때문에 이러한 현상이 발생하는 것으로 생각됩니다."라고 후지카와는 설명합니다. "이 과정이 생쥐가 더 강하고 충격적인 기억을 잊는 데 도움이 될 수 있는지 알아보고 싶었습니다."

연구진은 쥐에게 서로 다른 조건에서 두 번의 강한 전기 충격을 가했습니다. 먼저, 쥐들은 밝은 흰색 상자를 나와 에탄올 냄새가 나는 어두운 방으로 들어간 후 전기 충격을 받았습니다. 다른 환경에서 두 번째 전기 충격을 받은 쥐들은 외상 후 스트레스 장애(PTSD)와 유사한 행동을 보였습니다.

한 달 후에도 쥐들은 여전히 두려움을 느끼고 원래의 어두운 구획에 들어가기를 꺼려했는데, 이는 외상적 기억을 잊지 않았음을 시사합니다. 이러한 두려움은 다른 어두운 구획으로 확장되어 일반적인 두려움을 나타냅니다. 또한, 쥐들은 열린 공간을 덜 탐험하고 중앙을 피했는데, 이는 불안을 나타냅니다.

연구진은 이러한 PTSD 증상이 운동으로 완화될 수 있는지 살펴보았습니다. 운동은 신경 발생을 증가시키는 것으로 연구에서 밝혀졌습니다. 이중 충격을 받은 쥐들은 두 그룹으로 나뉘었습니다. 한 그룹에는 쳇바퀴를 돌게 했습니다.

4주 후, 이 쥐들은 해마에서 새로 형성된 신경 세포의 수가 증가했고, 중요한 것은 달리는 바퀴를 사용하지 않은 쥐들보다 PTSD 증상이 덜했다는 것입니다.

또한, 두 번째 뇌졸중이 발생하기 전에 쥐에게 운동을 허용한 결과, 일부 PTSD 증상이 나타나는 것도 예방되었습니다.

그러나 운동은 뇌와 신체에 다양한 방식으로 영향을 미치기 때문에, 이것이 신경발생을 통한 해마 신경 회로의 재배선 때문인지, 아니면 다른 요인 때문인지는 불분명했습니다. 따라서 연구진은 새로 형성된 뉴런이 해마에 통합되는 것만으로 발생하는 영향을 평가하기 위해 두 가지 유전적 접근법을 사용했습니다.

해마의 새로운 뉴런이 빛에 의해 활성화되자 더 빨리 성장하고 더 많은 가지를 보였다. 사진: 폴 프랭클랜드; 토론토 대학교. 먼저, 연구진은 광유전학이라는 기술을 사용했는데, 이는 치아이랑에서 새로 형성된 뉴런에 빛에 민감한 단백질을 첨가하여 뉴런이 빛에 의해 활성화되도록 하는 것이다. 이 세포들에 청색광을 비추자 새로운 뉴런은 더 빨리 성숙했다. 14일 후, 뉴런은 더 길게 성장하고 더 많은 가지를 가지며 해마의 신경 회로에 더 빨리 통합되었다.

두 번째 접근법으로, 연구팀은 유전 공학을 이용하여 새로 형성된 뉴런에서 뉴런의 성장을 늦추는 단백질을 제거했습니다. 이를 통해 뉴런의 성장이 빨라지고 신경 회로로의 뉴런 유입이 증가했습니다.

이 두 가지 유전적 접근법 모두 이중 전기 충격 후 생쥐의 외상 후 스트레스 장애(PTSD) 증상을 감소시키고 공포 기억을 잊는 데 걸리는 시간을 단축시켰습니다. 그러나 그 효과는 운동보다 약했으며 생쥐의 불안 수준을 감소시키지 못했습니다.