뇌의 보상 중추(reward center)가 아침 및 저녁에 가장 활발한 경향을 보인다는 새로운 연구가 발표되었다. 이를 통해 사람들이 오후에 느끼는 에너지 감소를 설명할 수 있으며, 양극성 장애 및 우울증, 수면장애에도 적용될 수 있다고 한다.

호주 스윈번 공과 대학(Swinburne University of Technology) 정신건강센터의 연구진은 뇌에서 보상을 처리하는 영역과 오후에 에너지가 저하되는 현상, 즉 우리에게 익숙한 오후 슬럼프(afternoon slump)와의 연관성을 보고하였다.

제1저자는 스윈번 공과 대학 박사과정생인 Jamie Byrne이며 교신 저자는 동대학의 심리학 교수인 Greg Murray이다. 이 연구는 최근 Journal of Neuroscience 에 게재되었다.

연구진은 뇌의 보상회로 또는 맛있는 디저트나 보너스, 칭찬과 같은 일에 대한 보상을 처리할 때 활성화되는 신경경로가 낮 시간 동안 다양할 것이라 가정하였다. 또한 이러한 변동의 시기가 정확하게 예측될 수 있다고 가정하였다. 이러한 가정의 전제는 뇌의 생체시계가 위의 보상경로를 조절한다는 것이다.

뇌의 생체시계는 시신경 교차상핵(suprachiasmatic nucleus)에 위치한 세포들의 작은 집합체이다. 이 ‘제어 허브(control hub)’는 24시간 주기로 조정되는 일주기 리듬, 즉 주간/야간 행동 및 기타 정신적, 신체적 과정을 조절한다.

연구진은 보상처리영역으로 전뇌의 대부분을 차지하는 피각(putamen)을 조사하였다. 원숭이를 대상으로 한 연구에 따르면 포유류가 예상치 못한 보상을 받을 때 뇌의 보상회로와 그 영역이 매우 활성화되며, 반대로 기대하던 보상을 받지 못했을 때 활성도가 가장 낮았다.

따라서 오후 슬럼프는 뇌의 피각이 오후 시간에 보상을 기대하지만 받지 못하기 때문에 나타난다고 연구진은 설명한다.


■ 뇌의 보상중추의 활성이 오후 2시에 가장 낮아
연구진은 16명의 건강한 남성을 대상으로 하였으며, 이들은 오전 10시, 오후 2시, 오후 7시에 도박 실험(gambling task)에 참여하였다. 각 실험이 끝날 때마다 참가자들은 금전적인 보상을 받았고, 세 번의 실험이 진행되는 동안 참가자들의 뇌 활동을 기능적 자기공명영상(functional MRI)으로 측정하였다. 기능적 MRI는 끊임없이 변화하는 뇌의 신경활동을 모니터하고 지도화할 수 있는 표준적이며 비침습적인 방법이다.

Byrne는 전뇌의 기저부에 위치한 보상중추인인 왼쪽 피각의 활성도가 하루의 시작 및 끝과 비교하였을 때 오후 2시에 가장 낮게 나타났다고 설명하였다. 그는 이러한 결과가 뇌의 보상중추에서는 이른 오후에 보상 받을 준비가 되어있으며 하루의 시작과 끝에서는 보상을 기대하지 않고 있었기 때문이라고 하면서, 뇌는 생체시계에 의해 보상에 적응하므로 보상을 기대하는 시간이 아닌 다른 시간대에 보상을 받게 된다고 말했다.

연구진은 이 연구가 보상으로 인한 뇌의 활성의 일주기 리듬을 반복적인 영상측정을 통해 연구한 최초의 연구 중 하나로서 중요한 의미가 있다고 하였다. 또한 방법론적으로 뇌 스캔을 진행한 시간이 연구결과에 영향을 주는 것으로 보이므로 향후 신경과학 연구에서 이를 고려해야만 한다고 언급하였다.

위의 연구결과는 하루 종일 증상이 번갈아가며 나타나는 다양한 신경정신과적인 질병에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 질병은 수면장애에서 약물남용 문제, 양극성 장애 및 우울증에 이르기까지 다양하다.


출처: MedicalNewsToday