추울 때 따뜻함 찾는 이유...서울대 연구진, 뇌과학 원리 찾았다

체온 유지 행동의 신경회로를 밝힌 주요 연구자들이 한자리에 모였다. 오른쪽부터 교신저자인 서울대 김성연 화학부 교수와 제1저자인 정시은, 이명선, 김동윤 연구원이다. 서울대 제공

해마다 이맘때가 되면 밤에 난방을 하기 시작한다. 여름철에 즐기던 차가운 음료 대신 따뜻한 음료를 찾는다. 모두 적정 체온을 유지하기 위한 뇌 작용에 따른 결과로 알려져 있지만 명확한 원리는 규명되지 않았다.

김성연 서울대 화학부 교수 연구진이 인간이 추울 때 따뜻함을 본능적으로 찾는 기본 행동의 뇌과학 원리를 처음으로 상세히 밝혀냈다. 체온 유지 행동에 핵심적인 역할을 하는 뇌 부위와 뉴런 집단을 발견한 것이다. 생리적 욕구로 인한 본능적 행동을 과학적으로 이해하는 데 중요한 전기를 마련한 것으로 평가된다. 연구결과는 국제학술지 ‘뉴런’ 10월 22일자 온라인판에 공개됐다.

체온 유지는 생명 유지에 가장 중요한 조건 중 하나다. 사람의 경우 체온이 37도에서 몇도만 벗어나도 건강을 위협하고 상태가 장시간 지속되면 치명적이다. 뇌는 주변 온도가 낮아지거나 높아지면 즉각 감지하고 체온 유지를 위한 반응을 일으킨다.

하지만 추울 때 몸이 부르르 떨리고 혈관이 수축하거나 더울 때 땀이 나는 등 자율 반응의 과학적 원리는 잘 알려져 있지만 외투를 입거나 난방을 켜는 행동 반응에 관여하는 뇌 신경회로는 거의 알려져 있지 않다.

연구진은 체온을 유지하려는 행동이 동기가 부여된 행동이라는 점에 착안해 동기 부여에 중요한 역할을 하는 것으로 추정되는 뇌 외측 시상하부에 주목하고 Vgat 유전자를 발현하는 뉴런 집단이 체온 유지 행동에 핵심 역할을 할 것이라는 가설을 세우고 이를 실험으로 검증하는 데 성공했다. 김성연 교수는 “후속 연구로 온도라는 변수를 이용해 자극의 가치가 어떻게 평가되고 동기가 생겨나는지에 대한 뇌과학의 가장 오랜 질문에 답을 찾아낼 것”이라고 말했다.