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마약 중독 재발 비밀 찾았다...뇌 속 ‘중독 회로’ 발견
마약 중독은 약물을 끊은 뒤 오랜 시간이 지나도 사소한 자극에 다시 갈망이 되살아나 재발 위험이 매우 높다. 그동안 이러한 현상은 충동을 조절하는 전전두엽 피질(PFC)의 기능 저하 때문으로 여겨졌다. 하지만 최근 국내외 공동 연구진은 중독 재발의 원인이 단순한 뇌 기능 저하가 아니라 특정 신경세포 회로의 불균형이라는 사실을 밝혀냈다.
우리 대학은 뇌인지과학과 백세범 석좌교수와 미국 캘리포니아 주립 샌디에이고 대학(UCSD) 임병국 교수 연구팀이 전전두엽 내 특정 억제성 신경세포가 코카인 중독 행동을 조절하는 핵심 원리를 규명했다고 9일 밝혔다.
특히 연구팀은 뇌에서 다른 신경세포의 활동을 억제해 신경 신호의 균형을 조절하는 파발부민 양성(Parvalbumin-positive, PV) 억제성 신경세포에 주목했다. 이 세포는 뇌의 흥분 신호를 조절하는 일종의 ‘브레이크 게이트(brake gate)’ 역할을 하며, 금단 이후 나타나는 마약 탐색 행동을 결정짓는 중요한 요소임을 확인했다.
우리 뇌의 전전두엽 피질(PFC)은 흥분 신호와 억제 신호가 균형을 이뤄야 충동을 억제하는 ‘브레이크’ 기능을 수행할 수 있다. 연구팀은 만성 약물 노출이 이러한 균형을 어떻게 무너뜨리는지 확인하기 위해 쥐를 대상으로 코카인 투여 실험을 진행했다. 이 과정에서 전전두엽 내 억제성 신경세포들이 언제 활성화되고 하위 뇌 영역으로 어떻게 신호를 보내는지 추적했다.
실험 결과, 전전두엽 피질 내 억제성 신경세포의 약 60~70%를 차지하는 파발부민(Parvalbumin, PV) 세포는 쥐가 코카인을 찾으려 할 때 활발하게 작동했다. 하지만 더 이상 약물을 찾지 않도록 훈련하는 ‘소거 훈련(extinction training)’을 진행하자 이 세포의 활동은 눈에 띄게 줄어들었다. 이는 PV 세포의 활동 양상이 중독에 의해 고정되는 것이 아니라 소거 과정을 통해 다시 조절될 수 있음을 보여준다.
연구팀은 신경 활동을 인위적으로 조절해 PV 세포의 활동을 억제하자 쥐의 코카인 탐색 행동이 크게 감소하는 것을 확인했다. 반대로 이 세포를 활성화하면 소거 과정 이후에도 약물을 다시 찾는 행동이 지속됐다. 이러한 효과는 설탕물과 같은 일반적인 보상에는 나타나지 않았으며, 마약 중독 행동에서만 특이적으로 관찰됐다. 이는 같은 억제성 신경세포인 소마토스타틴(SOM) 세포에서는 나타나지 않는 현상으로, 파발부민(PV) 세포가 마약 중독 행동을 선택적으로 조절한다는 점을 보여준다.
연구팀은 이러한 PV 세포의 조절 작용이 어떤 뇌 회로를 통해 이루어지는지도 확인했다. 전전두엽에서 시작된 신호는 보상과 관련된 핵심 뇌 영역인 복측피개영역(Ventral Tegmental Area, VTA)의 보상회로로 전달되며, 이 경로가 마약을 다시 찾을지 말지를 결정하는 중독 행동 조절의 핵심 통로로 나타났다. 이때 PV 신경세포는 이 신호의 흐름을 조절해 도파민(Dopamine) 신호에 영향을 주며, 중독 행동을 유지할지 억제할지를 결정하는 ‘조절 스위치’ 역할을 한다.
즉, 중독 재발은 전전두엽 전체의 기능 저하 때문이 아니라 특정 신경세포인 파발부민(PV) 신경세포가 전전두엽과 보상 회로를 잇는 신경 경로의 조절여부에 따라 결정되는 현상이라는 것을 밝혀낸 것이다.
백세범 석좌교수는 “이번 연구는 약물 중독이 특정 신경세포와 하위 신경 회로의 조절 균형이 붕괴되면서 나타나는 회로 수준의 문제임을 보여준다”며 “파발부민(PV) 세포가 중독 행동의 ‘게이트’ 역할을 한다는 발견은 향후 정밀 표적 치료 전략 개발에 중요한 단서가 될 것”이라고 밝혔다.
이번 연구는 UCSD 정민주 박사가 1저자로, UCSD 임병국 교수와 KAIST 백세범 석좌교수가 공동 교신저자로 연구를 주도하였으며, 신경과학 분야 최고 권위의 학술지인 뉴런(Neuron) 에 2월 26일 온라인 게재되었다.
※ 논문명: Distinct Interneuronal Dynamics Selectively Gate Target-Specific Cortical Projections in Drug Seeking, DOI: 10.1016/j.neuron.2026.01.002)
한편 이번 연구는 한국연구재단의 이공분야기초연구사업의 지원을 받아 수행됐다.
2026.03.09 조회수 1930 -
도농지역 간 교육불균형 문제 해소에 앞장서는 교육봉사단체 '여행하는 선생님들'
<사진설명> 지난 여름 강원도 평창군 대화중학교에서 교육 봉사활동을 마친 후 학생들과 기념촬영을 하고 있는 '여행하는 선생님들'
지리적, 경제적인 이유로 발생하는 교육 불균형 문제를 20대 청춘들의 힘으로 어떻게 조금이라도 완화시킬 수 있는 방법은 없을까? 지역 간 발생하는 교육 불균형 문제를 해소하고 소외지역의 청소년에게 양질의 교육기회를 제공하고자 우리대학을 비롯해 충남대·한남대 등 대전지역 대학생들이 발 벗고 나섰다. 대전지역 대학생 모임인 ‘여행하는 선생님들’이 바로 그 주인공들이다.
‘여행하는 선생님들’은 대도시와 농어촌 등 소외지역 간에 발생하는 교육 불균형 문제를 해소하고 20대 도시지역 대학생들에는 본인의 재능을 이용한 교육기부와 국내여행을 통한 새로운 경험제공이라는 슬로건 아래 작년 9월 발족한 대전지역 대학생들 모임이다. 올 11월 현재 우리대학 물리학과 4학년에 재학 중인 정원식 팀장을 포함해 모두 16명의 팀원으로 구성돼 있다.
우리대학 재학생들이 13명으로 가장 많지만 충남대 학생도 2명, 한남대 학생 1명도 의기투합해 서로 뜻을 같이 했다. 이들은 작년 겨울방학과 올 여름방학 동안 강원도 정선군과 평창군, 경상북도 울릉군, 전라남도 고흥군 등 전국 9개 고등학교에서 300여명의 중·고등학교 학생을 대상으로 교육 재능기부 활동을 펼쳤다.
정원식 팀장이 ‘여행하는 선생님들’이란 모임을 발족하게 된 결정적인 계기는 작년 여름 1달간 우리나라 동쪽 끝 아름다운 섬 울릉도를 여행하면서 지방의 교육수요에 반해 교육공급은 굉장히 부족하고 이마저도 학생들의 만족도가 매우 낮다는 문제점을 발견하고 난 후부터다. 정 팀장은 “울릉도내 중·고생의 사교육은 활발히 이뤄지고 있지만 학생들은 만족스럽게 생각하지도 않고 어쩔 수 없이 학원을 다니는 형편”이라며 “실제로 방학 때마다 울릉도를 떠나 대구에 있는 학원을 다니는 학생들도 적지 않다는 사실을 알고 나서는 도농지역 간 교육 불균형 문제를 완화하는데 작은 힘이나마 보태고 싶은 생각이 들었다”고 당시 상황을 말했다. 이어 “울릉도는 현재 군청에서도 어학연수 등 다양한 교육지원 정책을 통해 교육격차 해소에 앞장서고 있지만 큰 도움을 주지 못하고 있다”는 게 정 팀장의 솔직한 평가다.
이후 울릉도에서 교육봉사를 하던 정 팀장은 울릉도뿐만 아니라 다른 지역에서도 발생하는 교육 불균형 문제 해소를 위한 필요성과 중요성을 절실히 깨닫고 뜻을 같이하는 대학생을 대상으로 팀원 모집에 적극 나섰다. 올해 초 ‘지방 교육재정 알리미’에 따르면 전국적으로 문을 닫은 학교 수는 농어촌 지역이 가장 많은 전남이 806개로 가장 많았고 이어 경북이 704개, 경남 558개, 강원 448개, 전북 322개 순으로 농어촌 지역이 많은 곳일수록 폐교 학교 수가 증가하는 것으로 조사결과 나타났다. 이밖에 최근 이슈가 됐던 교사들의 농어촌 기피현상 또한 함께 어우러지면서 지역 간 교육 불균형 문제는 더욱 가속화 될 것으로 교육전문가들은 전망하고 있다.
‘여행하는 선생님들’이라는 명칭에서도 알 수 있듯이 이들은 지역 간에 발생하는 교육 불균형 문제 해소를 위해 팀원들이 직접 소외된 지역을 찾아 그 곳으로 여행을 가서 1주일간 교육봉사를 한다. 다만 특별한 점은 이들 팀원들이 모두 대학생이라는 점이다. 이에 대해 정 팀장은 “대학생 선생님들이 고등학교를 졸업한지 오래되지 않은 선배들로서 심리적으로 학생들에게 더욱 친밀하고 가깝게 다가갈 수 있고 학생들이 원하는 입시나 공부법을 잘 전달할 수 있으며 또 고민 등에 대해 서로 격의 없이 상담하고 조언할 수 있기 때문”이라고 말했다. ‘여행하는 선생님들’은 여름 또는 겨울방학 전에 오픈 미팅을 통한 설명회와 면접을 통한 선발, 오리엔테이션 등 일련의 과정을 거쳐 팀원을 선발, 교육하고 지역학교나 군청 또는 교육청 등 지역기관 등과 사전협의를 거쳐 확정한 소외지역에 교육기부를 위한 봉사활동을 다니고 있다.
작년 겨울에는 전북 부안고를 시작으로 강원 정선고, 전남 고흥고와 녹동고 등 4개 지역 고등학교에서, 올 여름에는 연평도의 연평중고등학교와 강원도 평창의 대화중학교, 전남 신안군의 도초고등학교, 보성군의 보성고등학교, 경남 남해군의 남해제일고등학교 등 5개 중·고등학교에서 각각 교육봉사를 진행했다.
올 겨울방학 기간 중에는 10여 군데 소외지역을 대상으로 교육 재능기부 봉사활동을 진행할 계획인데 지난 11월 10일과 12일 각각 겨울 교육봉사에 대한 설명회를 진행했고 17일까지 대학생 봉사자를 모집할 계획이라고 정 팀장은 밝혔다. 매년 대학입시에도 ‘농어촌 특별전형’이 존재하는데 이는 학생과 부모가 중·고등학교 시절을 모두 농어촌 지역에 거주하거나 농어촌 소재 학교를 다닐 경우에 지원할 수 있는 대학입학전형이다.
이같이 입시에서도 농어촌 소재지의 학생을 따로 받을 정도로 지역 간 교육 불균형 문제는 분명히 존재하고 사회적 문제로까지 확산되고 있는 실정이다. 따라서 대부분의 교육전문가들은 “농어촌 전형이라는 입시시스템을 만들기 보다는 교육 불균형 문제를 해결할 수 있는 시스템을 먼저 고민해야 할 것”이라고 강조하고“도농지역 간 교육 불균형 문제 해소를 위해 발 벗고 나선 ‘여행하는 선생님들’의 의미 있는 도전에 응원을 보낸다”고 말했다.
2017.11.13 조회수 14039 -
글로벌기술사업화센터(GCC), 몽골에 스마트 팜 농장 열어
(좌로부터 ETRI 배문식 본부장, KAIST GCC 최문기 명예교수, 익틴그룹 바짜한 회장, MeGO 간바트 위원장)
우리 대학 글로벌기술사업화센터(GCC)는 지난 11월 23일 몽골 울란바토르에서 한국전자통신연구원(ETRI)과 몽골 전자정부센터(MeGo, Mongolian e-Government Center), 익틴그룹(Ikh Tiin Group)간 스마트 팜 협력사업 MOU를 체결했다.
한-몽골 스마트 팜 협력 사업은 2015년 5월부터 KAIST 글로벌기술사업화센터(GCC)가 몽골 현지거점기관인 몽골 전자정부센터(MeGO)와의 협력을 통해 현지 기술수요를 발굴하고 국내의 기술을 매칭 하여 기술사업화 모델을 제시했다.
한국전자통신연구원(ETRI) 대경권연구센터는 그린하우스 온실 제어 시스템 기술을 개발하고 인포벨리코리아가 함께 참여했다.
그 결과 지난 10월 말 울란바토르 인근 바춤버(Batsumber) 지역에 몽골 익틴그룹(Ikh Tiin Group)이 투자한 120제곱미터(㎡) 규모의 그린하우스가 완공됐다.
몽골은 육식 위주의 오래된 전통 식습관으로 인한 영양 불균형 해소를 위해 최근 채소 수요가 급증하고 있으나, 5월부터 9월까지를 제외한 혹한기에는 노지재배가 불가능해 대부분의 채소를 수입에 의존하고 있는 실정이다.
이번 한-몽골 스마트 팜 협력 프로젝트는 정보통신기술(ICT)을 농업 분야에 활용하여 겨울철 영하 40도에 육박하는 혹독한 몽골의 기후 조건에서도 신선한 야채와 과일의 재배를 가능하게 해, 몽골 내 채소 공급의 자급자족 능력을 향상 시킬 수 있을 것으로 기대된다.
KAIST 글로벌기술사업화센터 최문기 명예교수는 “스마트 팜에 대한 한국과 몽골간의 기술협력이 지속되어 몽골의 드넓은 지역에 스마트 팜이 확산되길 희망하며, 본 사업이 몽골 경제성장의 원동력이 되기를 바란다”고 말했다.
2016.12.01 조회수 23952