후측 대뇌섬엽-외측 팔곁핵 회로(pIC–PBN), PTSD·불안장애 맞춤 치료 가능성 열어

KAIST 생명과학과 한진희 교수 연구팀이 공포 기억의 형성 과정에서 심리적 고통과 신체적 고통이 서로 다른 뇌 회로를 통해 처리된다는 사실을 세계 최초로 규명했다. 연구팀은 감각적 고통 없이도 정서적 위협 자극만으로 공포 기억을 유도하는 핵심 회로(pIC–PBN 경로)를 찾아냄으로써 PTSD, 공황장애 등 정서 기반 정신질환의 치료법 개발에 새로운 전기를 마련했다.

기존 공포 기억 연구는 주로 통각(신체적 고통)을 기반으로 진행되어 왔지만, 실제 인간은 사고가 날 뻔한 상황이나 충격적인 영상처럼 고통을 수반하지 않는 심리적 위협에서도 공포 기억을 형성한다. KAIST 연구팀은 이를 반영해, 생쥐에게 포식자 접근을 연상시키는 시각적 자극(빠르게 커지는 그림자)을 제시하는 실험 모델을 새롭게 개발했다.

그 결과, 전기 자극 없이도 생쥐는 위협 반응을 보이며 공포 기억을 형성했고, 이는 신체적 고통과는 무관한 독립된 경로가 존재한다는 가능성을 열었다.

‘pIC–PBN 경로’ 활성화만으로도 공포 기억 생성… 심리적 고통 전용 회로 규명

연구팀은 후측 대뇌섬엽(pIC)과 외측 팔곁핵(PBN)을 연결하는 하향 신경 경로인 pIC–PBN 회로를 중심으로 광유전학 및 화학유전학 기법을 활용해 회로 기능을 정밀 분석했다. 그 결과, 이 회로의 인위적 억제 시 공포 기억 형성이 현저히 감소했으며, 반대로 이 회로만을 활성화해도 공포 기억이 생성됨을 밝혀냈다.

무엇보다 pIC–PBN 경로의 억제가 신체적 통각 기반 공포 학습에는 영향을 미치지 않았다는 점에서, 이 회로가 정서적 위협 정보에 특화된 신경 회로임을 실험적으로 입증했다.

연구진 (왼쪽부터) 생명과학과 서보인 박사과정, 생명과학과 한준호 박사, 생명과학과 한진희 교수 / 제공 KAIST

한진희 교수는 “심리적 고통이 신체적 고통과 다른 신경 경로를 통해 처리된다는 신경과학적 근거를 제시한 최초 사례”라며, “앞으로 공포 기억을 조절하는 뇌 회로 기반 치료법 개발과 PTSD, 불안장애, 공황장애 등 정서적 고통이 주요 원인인 정신질환의 치료전략 수립에 실질적 기여를 할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

해당 논문은 KAIST 박사과정 한준호 연구원이 제1저자로 참여했으며, 서보인 박사과정생이 제2저자, 한진희 교수가 교신저자로 참여했다. 논문은 국제 저명 학술지 『Science Advances』 2025년 5월 9일자 온라인판에 게재되었다.