배불리 먹은 지 얼마 지나지 않아 간식을 찾기 위해 냉장고 안을 뒤지는 사람들은 과도한 식욕이 아니라 과잉 활동적인 음식 추구 뉴런을 가지고 있을 수 있습니다.
UCLA 심리학자들은 배가 고프지 않을 때에도 음식을 갈망하고 찾게 만드는 쥐의 뇌 회로를 발견했습니다. 자극을 받으면 이 세포 집단은 생쥐가 활발하게 먹이를 찾고 당근과 같은 건강에 좋은 음식보다 초콜릿과 같은 지방이 많고 즐거운 음식을 선호하도록 유도합니다.
사람들은 동일한 종류의 세포를 가지고 있으며, 인간에게서 확인된다면 이 발견은 섭식 장애를 이해하는 새로운 방법을 제시할 수 있습니다.
저널에 실린이 보고서 자연 커뮤니케이션, 일반적으로 공황과 관련이 있지만 섭식과는 관련이 없는 생쥐 뇌간의 일부에서 음식 탐색 전용 세포를 발견한 것은 처음입니다.
교신 저자는 “우리가 연구하고 있는 이 영역은 수도관주위 회색(PAG)이라고 불리며, 진화 역사에서 매우 오래된 뇌간에 있으며 그로 인해 인간과 쥐 사이에서 기능적으로 유사하다”고 말했다. 아비셰크 아디카리, UCLA 심리학 부교수. "우리의 발견은 놀랍지만, 먹이를 찾는 일은 모든 동물이 해야 하는 일이기 때문에 먹이를 찾는 것이 뇌의 고대 부분에 뿌리를 두고 있다는 것은 일리가 있습니다."
Adhikari는 두려움과 불안이 동물이 위험을 평가하고 위협에 대한 노출을 최소화하는 데 어떻게 도움이 되는지 연구하고, 그의 그룹은 이 특정 지점이 두려움과 어떻게 관련되는지 알아보려고 노력하면서 발견했습니다.
“전체 PAG 영역의 활성화는 쥐와 인간 모두에게 극적인 공황 반응을 일으킵니다. 그러나 우리가 vgat PAG 세포라고 불리는 이 특정 PAG 뉴런 클러스터만을 선택적으로 자극했을 때 그들은 두려움을 바꾸지 않고 대신 먹이를 찾아다니는 현상을 일으켰습니다.”라고 Adhikari는 말했습니다.
연구진은 뇌 세포가 빛에 민감한 단백질을 생성하도록 유전자 조작된 바이러스를 쥐의 뇌에 주입했습니다. 광섬유 임플란트를 통해 레이저가 세포에 빛을 비추면 새로운 단백질은 그 빛을 세포의 전기적 신경 활동으로 변환합니다. UCLA에서 개발되어 쥐의 머리에 부착된 소형 현미경은 세포의 신경 활동을 기록했습니다.
레이저 빛으로 자극을 받으면 vgat PAG 세포는 마우스가 방금 많은 식사를 했더라도 살아있는 귀뚜라미와 먹이가 아닌 음식을 열렬히 추적하도록 발사하고 발로 찼습니다. 또한 자극은 쥐가 음식이 아닌 움직이는 물체(예: 탁구공을 먹으려고 하지는 않았지만)를 따라가도록 유도했으며 쥐가 자신 있게 인클로저 안의 모든 것을 탐색하도록 유도했습니다.
“결과는 다음 행동이 배고픔보다는 욕구와 더 관련이 있다는 것을 시사합니다.”라고 Adhikari는 말했습니다. “배고픔은 혐오적입니다. 즉, 쥐는 보통 가능하면 배고픔을 느끼지 않습니다. 그러나 그들은 이 세포의 활성화를 추구하며, 이는 회로가 배고픔을 유발하지 않는다는 것을 암시합니다. 대신, 우리는 이 회로가 매우 보람 있고 칼로리가 높은 음식에 대한 갈망을 유발한다고 생각합니다. 이 세포는 쥐가 배고픔이 없을 때에도 더 많은 고칼로리 음식을 먹게 만들 수 있습니다.”
vgat PAG 세포가 활성화된 포만감이 있는 쥐는 지방이 많은 음식을 너무나 갈망했고, 이를 얻기 위해 발에 충격을 가하는 것을 기꺼이 견뎌냈습니다. 이는 배부른 쥐가 일반적으로 하지 않는 일이었습니다. 반대로, 연구자들이 빛에 노출될 때 세포의 활동을 약화시키는 단백질을 생산하도록 조작된 바이러스를 주입했을 때, 쥐들은 매우 배가 고프더라도 먹이를 덜 찾았습니다.
“생쥐는 이 회로가 활성화되면 혐오적인 직접적인 결과가 있을 때 강박적인 식사를 보이고, 활성화되지 않을 때는 배가 고프더라도 음식을 찾지 않습니다. 이 회로는 어떻게, 무엇을, 언제 먹어야 하는지에 대한 일반적인 배고픈 압력을 피할 수 있습니다.”라고 논문에서 대부분의 실험을 수행하고 강박적 식사를 연구하는 아이디어를 생각해낸 UCLA 박사후 연구원인 Fernando Reis는 말했습니다. "우리는 이러한 발견을 바탕으로 새로운 실험을 수행하고 있으며 이 세포가 쥐의 지방과 단 음식 섭취를 유도하지만 야채는 섭취하지 않는다는 사실을 알게 되었습니다. 이는 이 회로가 정크 푸드 섭취를 증가시킬 수 있음을 시사합니다."
쥐와 마찬가지로 인간도 뇌간에 vgat PAG 세포를 가지고 있습니다. 이 회로가 사람에게서 과도하게 활성화되면 배고프지 않을 때 음식을 먹거나 갈망함으로써 더 많은 보상을 느낄 수 있습니다. 반대로, 이 회로가 충분히 활성화되지 않으면 식사와 관련된 즐거움이 줄어들어 잠재적으로 거식증에 기여할 수 있습니다. 음식 탐색 회로가 인간에게서 발견된다면 일부 섭식 장애의 치료 표적이 될 수 있습니다.
이번 연구는 국립정신건강연구소(National Institute of Mental Health), 뇌행동연구재단(Brain & Behavior Research Foundation), 국립과학재단(National Science Foundation)의 지원을 받았습니다.
출처: UCLA
