최근 독일 연구진은 생쥐의 뇌에 웃음과 놀이에 중요한 역할을 하는 ‘웃음 중추’가 있다는 사실을 밝혀냈다. 독일 베를린 훔볼트대학교 번스타인컴퓨터신경과학센터 미하일 브레히트 교수와 연구진은 쥐가 장난을 치거나 간지럼을 탈 때 중뇌의 회색질(PAG, periaqueductal grey)이 활성화된다고 국제학술지 ‘뉴런’에 지난달 28일(현지시각) 공개했다. 뇌의 이 영역은 전뇌와 뇌관을 연결하며 많은 자동 기능과 본능적인 반응에 관여한다.
훔볼트대 연구진은 2016년 쥐의 배와 등을 간지럽히면 사람 귀에는 들리지 않는 50㎑의 초음파로 소리를 지르고, 숨바꼭질을 놀이로 인식해 전략적으로 행동하는 것 등을 밝혀낸 바 있다. 인간에게 놀이는 당연한 듯 여겨지지만, 동물의 놀이 행동은 전통적인 신경생물학에서 연구하기 매우 어려운 분야로 꼽힌다. 놀이를 연구한 신경 데이터가 부족한 데다 특별한 이득이 생기는 것이 아닌 그저 자유롭고 즐거울 때 보이는 행동이기에 연구가 어려운 탓이다.
브레히트 교수와 동료들은 며칠 동안 쥐들을 실험실의 상자에서 안정시켰다. 불안하거나 스트레스를 받은 쥐는 안정된 쥐보다 간지럼을 받을 때 웃을 가능성이 더 낮기 때문이다. 그런 뒤 손으로 쥐와 놀아주며 술래잡기 게임을 벌였다. 손으로 쥐를 뒤쫓거나 쥐가 손을 쫓게 하였다. 그러고는 등과 배를 간지럽히면서 쥐의 발성을 녹음했다.
또 한 쌍의 쥐를 한 상자에 넣고 서로 어울리고 놀 수 있도록 한 뒤 유사한 녹음을 진행했다. 더불어 쥐의 소리를 녹음하는 동시에 이식된 장치를 통해 쥐들의 뇌세포 활동을 모니터링했다.
그 결과, 연구진은 쥐가 웃을 때 중뇌의 회색질 측면 기둥이 강하게 활성화되는 것을 확인했다. 반대로 화학물질을 이용해 이 부위의 기능을 억제하자 쥐들은 덜 놀고, 자주 웃지 않았다. 또 스트레스를 받은 쥐가 어떻게 행동하기 알아보기 위해 쥐를 새로운 우리에 넣고 이 게임을 반복했는데, 이때에도 회색질이 억제되었을 때와 비슷하게 웃거나 놀려는 경향이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
연구진은 쥐들이 놀이하거나 간지럼을 타는 동안 중뇌 회색질의 개별 세포들의 활동도 기록했는데, 간지럼을 탈 때뿐 아니라 접촉이 없이 추적을 당할 때도 동일하게 활성화되는 것을 포착했다. 그래서 연구진은 이 영역이 활성화되는 것은 단순한 촉감에 의한 것이 아니라 재미에 의한 반응일 거라고 설명했다. 연구진은 이러한 패턴이 다른 장난기 많은 포유류에서도 적용되는지 조사할 계획이다.
논문의 교신저자인 브레히트 교수는 “쥐는 간지럼을 잘 타고 정말 장난기가 많은 동물이다. 사람들은 흔히 쥐의 놀이 행동을 유치하고 단순하다고 생각하지만, 완전히 잘못된 생각이다. 놀이는 포유류의 두뇌 성장에 도움이 되고 사회적 정서적 발달에도 기여한다”고 과학저널 뉴사이언티스트에 밝혔다.
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