두뇌에서 다른 세포의 통증을 공유하는 능력을 설명하는데 도움이 될 수 있는 세포집단이 발견됐다.

고통의 경험동안 전대상 피질(anterior cingulate cortexㆍACC)이라 불리는 영역이 다른 사람들의 통증을 관찰할 때 활성화될 수 있다는 것은 이미 밝혀져 있다.

네덜란드 신경과학연구소 연구진은 쥐를 연구해 다른 사람들의 고통을 느낄 수 있는 능력이 ACC의 ‘거울뉴런(mirror neurons)’과 관련이 있는 것을 확인했다.

거울뉴런은 전두엽 전운동피질 아래쪽과 두정엽 아래쪽, 측두엽, 뇌성엽 앞쪽에 존재하며 신호를 교환하는 방법으로 정보를 처리해 지각한 행동의 의미를 파악한다. 이는 관찰 혹은 다른 간접경험만으로도 마치 내가 그 일을 직접 하고 있는 것처럼 반응한다는 의미다.

연구진은 고통의 공감에 영향을 미치는 ACC 영역과 유사한 세포구조와 연결성을 갖고 있는 마우스를 대상으로 온화한 자극을 받았을 때와 불쾌한 자극을 받았을 때 나타나는 두뇌와 행동 변화를 측정했다.

그 결과, 다른 쥐가 고통을 겪고 있는 것을 보는 쥐의 행동과 뇌의 변화가 고통을 스스로 경험했을 때 일어난 것과 동일한 것으로 확인됐다. 두 반응 모두 동일한 ACC 뉴런을 포함했다.

연구진은 공감 실험을 반복했지만, 이번에는 이전에 활동했던 ACC 뉴런의 활동을 억제했다. 그러자 치료받은 쥐가 다른 쥐의 통증을 보았으나 더 이상 같은 공감 행동을 나타내지 않았다.

다른 원숭이의 행동을 관찰하는 원숭이에 대한 이전 두뇌 연구에 따르면, 마치 관찰 원숭이가 행동을 하는 것처럼 동작시스템의 세포가 활성화되는 것으로 나타났다. 이 활동은 시각적 정보 처리와 함께 발생했다.

연구진은 “가장 놀라운 것은 인간과 동일한 뇌 영역에서 일어나는 것이다. 정신과적 상태에서 감정 이입이 어떻게 발생하는지를 이해하는 중요한 진전”이라고 말했다.

이 연구 논문은 ‘현대생물학’ 최신호에 게재됐다.