에스트로겐 변화에 따라 학습 능력이 달라지는 생물학적 메커니즘이 규명됐다. 여성의 몸에서 주기적으로 변하는 호르몬이 감정과 기분뿐 아니라 ‘학습 능력’까지 조절할 수 있다는 것.
미국 뉴욕대 신경과학센터 크리스틴 콘스탄티노플 교수팀은 에스트로겐 수치 변화가 뇌의 도파민 회로를 직접 조절하며, 그 결과 학습 효율이 자연스럽게 오르내린다는 사실을 확인했다고 국제 학술지 ⟪네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)⟫에 발표했다.
과학매체 사이언스데일리 등이 보도한 내용에 따르면 연구진은 실험용 쥐를 이용해 에스트로겐이 뇌의 보상 회로 특히 도파민 분비와 신호 전달에 어떤 영향을 주는지 분석했다. 도파민은 뇌가 '보상 신호'를 학습하는 데 핵심적으로 작용하는 신경 전달물질이다. 쥐들은 특정 음향 신호가 물 보상을 예고한다는 사실을 학습하도록 설계된 실험에 참여했다.
흥미롭게도 에스트로겐 수치가 높은 시기에는 학습 속도가 빨라졌고, 보상 예측 능력도 개선됐다. 연구진은 이를 “에스트로겐이 도파민 반응을 강화해 학습 회로의 효율을 높이는 결과”라고 해석했다.
반대로 에스트로겐 신호를 억제하면 도파민 조절 기능이 떨어지면서 학습 능력 역시 확연히 감소했다. 연구진은 이러한 결과가 여성에게서 특정 정신질환 증상이 월경 주기에 따라 악화·호전되는 현상을 설명할 실마리가 될 수 있다고 보고 있다. 다만 이번 연구에서는 ‘학습’에는 영향을 미쳤지만 ‘의사결정’ 기능에는 변화가 없었던 점도 중요한 관찰로 제시됐다.
콘스탄티노플 교수는 “에스트로겐은 뇌 전반에 영향을 주지만 인지 기능과 정신질환 증상 변동과의 관련성이 점점 더 주목받고 있다”고 강조했다. 제1저자 칼라 골든 박사후연구원 역시 “도파민과 학습 사이의 연결 고리를 분자 수준에서 설명한 연구”라며 “정신의학적 질환의 이해에 중요한 단서를 제공할 수 있다”고 설명했다.
인간에 적용하면 여성 생리 주기에서 에스트로겐이 가장 높은 배란기에 학습 능력이 더 좋아질 가능성이 크다는 것으로 해석할 수 있다.
뇌 과학과 정신의학 분야에서는 이번 결과가 여성의 호르몬 주기, 학습 능력 변화, 특정 정신질환의 증상 변동을 연결하는 핵심 단서를 제공할 것으로 기대하고 있다. 인간에게 동일한 효과가 적용되는지는 후속 연구가 필요하지만, 호르몬이 뇌 회로를 미세 조정하며 인지 능력을 조절한다는 방향성이 보다 뚜렷해졌다고 평가된다.
이번 연구는 미국 국립보건원(NIH), 미국국립암연구소(NCI), NYU Langone Health, 사이먼스재단(Simons Foundation)의 지원으로 수행됐다.
