뇌의 표면은 서로 다른 영역이 의사소통을 통해 특정 프로세스를 수행하는 통신 접속 배선함(communication junction box)이라 할 수 있다. 그러나 이러한 네트워크가 공유할 수 있는 공간은 한정돼 있다.
연구진은 우울증 환자의 경우 우울증이 없는 사람보다 보상과 위협에 대한 주의력을 조절하는 신경세포 네트워크에 뇌의 더 많은 영역이 관여한다는 것을 발견했다. 코넬대의 의과대인 웨일 코넬 의대의 찰스 린치 교수(정신의학)는 이 네트워크가 “건강한 대조군에서 흔히 볼 수 있는 것보다 뇌 표면에서 더 많은 공간을 차지하고 있다”고 밝혔다. 특정 뇌 네트워크가 확장된다는 것은 인접한 다른 뇌 네트워크의 크기가 더 작아진다는 것을 의미한다고 그는 설명했다.
연구진은 각 개인의 다양한 fMR(기능적 MRI) 스캔을 분석하는 뇌 영상에 대한 새로운 접근 방식인 정밀 기능 매핑을 우울증 환자 141명과 우울증이 없는 37명에게 적용해 각 참가자의 뇌 네트워크 크기를 정확하게 측정했다. 그런 다음 우울증군과 건강 대조군의 평균 크기를 측정했다.
그 결과, 건강한 대조군에 비해 우울증 참가자의 ‘전두엽 돌출 네트워크(frontostriatal salience network)’라는 뇌 영역이 평균 73% 확장된 것을 발견했다. 이러한 결과는 그 전에 건강한 사람 932명과 우울증 환자 299명으로부터 수집한 단일 뇌 스캔을 분석한 결과에서도 재확인됐다. 우울증 환자의 해당 네트워크 크기는 시간, 기분, 경두개 자기 자극 치료 여부에 상관없이 변하지 않았다고 연구진은 보고했다.
그러나 참가자가 특정 우울증 증상을 보일 때 전두엽 돌출 네트워크의 여러 부분 간의 뇌 신호 동기화가 덜 이뤄졌다. 동기화 비율이 낮아지는 것은 향후 우울증 증상의 심각성과도 관련이 있다.
연구진은 청소년기에 우울증에 걸린 57명의 어린이의 뇌 스캔을 분석한 결과, 이 전두엽 돌출 네트워크가 증상이 나타나기 몇 년 전에 확장됐으며 우울증이 늦게 시작된 성인에서도 이 네트워크가 확장된 것을 발견했다. 이는 전두엽 돌출 네트워크의 확장이 우울증의 결과라 하기보다는 우울증 발병의 위험 요인이 될 수 있음을 시사하는 것이라고 연구진은 설명했다.
그러나 전두엽 돌출 네트워크의 확장이 유전학 또는 경험의 결과인지, 우울증과의 연관성이 이러한 확장으로 인해 발생하는지 아니면 결과적으로 다른 뇌 네트워크가 더 작아서 발생하는지 여부는 불분명하다고 연구진은 지적했다. 연구진은 이번 연구 결과가 특정 사람들이 우울증에 걸릴 위험이 높은 지 여부를 탐구하는 방법을 제공하고 개인 맞춤형 치료법을 개발하는 데 도움이 될 수 있을 것이라고 밝혔다.
연구진의 일원인 웨일 코넬 의대의 코너 리스턴 교수는 이러한 연구결과가 우울증 환자에게 더 도움이 될 수 있다고 주장했다. “우울증과 관련이 있고 우울증의 위험을 줄 수 있는 식별 가능한 무언가가 뇌에 있다는 정보를 얻게 되는 것은 그 자체로 어떤 사람들에게 안심되는 일”이라는 것.
논문을 검토한 영국 옥스퍼드대의 미리암 클라인-플뤼게 교수는 이 연구가 수십 년 동안 우울증 연구의 핵심인 편도체에 대해 다루지 않은 것을 아쉬워하면서도 “강력하고 중요하며 흥미진진한 연구”라고 밝혔다. 그는 조기 개입을 통해 확장된 전두엽 돌출 네트워크를 원래 크기로 되돌리는 것이 가능한지 여부와 이 네트워크의 크기가 실제 우울증 발병 위험을 예측하는지에 대한 추가연구가 필요해 보인다고 말했다.
해당 논문은 다음 링크(https://www.nature.com/articles/s41586-024-07805-2)에서 확인할 수 있다.
