KIST 연구팀, 유체 이탈 등 환각 증상 치료 방향 제시

[이데일리 강민구 기자] 한국, 스위스 연구진이 가상현실 기기를 이용해 환각을 유도하고, 환각 증상을 진단하거나 치료할 방향을 제시했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 문혁준 바이오닉스연구센터 박사 연구팀이 블랑캐 스위스 로잔연방공대 교수 연구팀과 이같은 연구를 했다고 14일 밝혔다.

문혁준 KIST 선임연구원.(사진=KIST)

우리 뇌에는 자신이 있는 장소를 인지하는 GPS(위치정보시스템) 기능을 하는 격자 세포와 장소세포가 있는 것으로 알려져 있다. 특정 장소로 이동하는 동안 그 경로에 있는 GPS 세포들이 위치에 따라 차례로 반응한다. 이때 이들 세포는 우리 위치를 좌표 형태로 인식하고 공간 내 사건들을 기억하는 데 중요한 역할을 한다.

인간은 상상이나 환각을 통해 실제로 몸을 움직이지 않아도 자신이 다른 공간에 있는 것처럼 인식하는 순수인지적 위치 이동도 할수 있다. 하지만, 이 같은 순수인지 과정에서 일어나는 뇌 속 GPS 세포 반응은 인지를 유도하거나 확인할 수 없는 동물실험으로는 관찰할 수 없었다.

기존에 GPS 세포 연구를 하려면 두개골을 열고 침습적 전극으로 개별 세포의 활성을 측정해야 했기 때문에 순수인지 과정의 인간 GPS 세포 활성에 관한 연구와 이해는 제한적일 수밖에 없었다.

연구팀은 순수인지적 환각에서 격자 세포 활성을 관측하기 위해 MRI 호환 VR 기술과 다중감각 신체 신호 자극을 결합해 다양한 위치와 방향으로 자기 위치 변화 환각을 유도했다. 이 과정에서 측정된 MRI 신호를 통해 격자 세포의 변화를 분석하고, 각 피험자의 환각 경험은 실험 후 질문지와 그들이 경험한 자기 위치를 확인하도록 고안된 행동 지표로 확인했다. 그 결과, 연구팀은 환각에 의해 유도된 자기 위치에 대한 순수인지적 변화가 그에 상응하는 격자 세포의 활성을 일으킨다는 것을 증명했다.

실제 위치 이동 없이 다중 신체 감각 자극만으로 자기 위치 환각과 격자 세포 활성을 유도할 수 있다는 사실을 입증한 임상시험 결과다. 특히 인간 뇌 속 GPS 좌표가 신체의 물리적 위치뿐만 아니라 다양한 인지 활동과 경험에 따른 위치 정보에 반응한다는 것을 보여줬다. 뇌 영상 분석을 통한 환각 증상의 객관적인 진단 가능성을 높였다는 점에서 의미가 있다.

문혁준 박사는 “1인칭 시점의 시각적 환경 단서의 변화에 의존해 왔던 기존 인간 격자 세포 연구와 달리 다중 신체 감각의 통합이라는 주요 연구 요소를 새로 제시했다”라며, “다양한 정신질환이나 신경 질환으로 인한 환각 증상의 뇌 기능적 메커니즘 이해를 통해 해당 증상을 억제할 수 있는 비침습적 신경 자극 치료를 개발하기 위한 후속 국제협력연구를 할 예정”이라고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘PNAS’에 지난달 자로 게재됐다.

내후각피질에서 관찰된 격자세포 활성.(자료=KIST)