사진: 이성중 교수(서울대학교 치의과학과). 과학기술정보통신부 제공

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 9월 수상자로 서울대학교 치의과학과 이성중 교수(56세)를 선정했다.

‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 상이다.

연구재단은 이성중 교수가 뇌를 구성하는 신경교세포에 의한 정서 및 사회성 행동 조절의 기전을 규명함으로써 뇌과학 연구 발전에 기여한 공로를 높이 평가했다고 밝혔다.

신경교세포는 신경세포(뉴런)와 함께 뇌 속 신경계를 구성하는 조직으로 뇌 속에 가장 많이 분포 되어 있는 세포이다.

지난 100여 년간 뇌의 작동원리는 신경세포 및 신경회로의 관점에서 많은 연구가 진행되었다. 하지만 여전히 많은 뇌기능 및 뇌작동 원리가 밝혀지지 않은 상태이다.

특히 사회적 동물의 특징인 ‘경쟁심’과 ‘우월행동’은 진화론적으로 뇌기능에 보존되어 있지만, 어떻게 뇌가 경쟁심과 우월행동을 일으키고   조절하는지 여전히 수수께끼로 남아있었다.

이성중종 교수는 그 원인을 뇌 속에 신경세포보다 훨씬 많이 존재하는 신경교세포의 기능과 역할에 대한 이해가 부족하기 때문이라고 생각하여 신경교세포의 생리적 기능을 연구하였다.

이성중 교수는 생쥐의 뇌를 연구하여 전전두엽의 신경교세포의 한 종류인 성상교세포 활동성 정도에 따라 우월행동의 크기와 양상이 조절되며, 이에 따라 생쥐의 사회적 서열이 결정된다는 사실을 밝혔다.
성상교세포는 신경교세포의 한 종류로 별 모양이다. 신경세포에 영양공급, 이온농도 조절, 노폐물 제거 등 역할을 한다. 우월행동(dominance behavior)은 동물이 무리 내에서 높은 위치를 차지하기 위해 하는 행동들이다.

이성중 교수는 생쥐의 성상교세포 내 칼슘 활동성을 실시간 점검할 수 있는 기술을 만들고, 우월행동을 하는 생쥐의 뇌영역을 점검한 결과, 경쟁 과정에서 전전두엽 성상교세포의 칼슘 활동성이 실시간으로 증가하는 것을 확인하였다.

또한 불안한 환경에서 뇌 속 해마영역의 성상교세포 활성화가 일어나며, 이러한 성상교세포 활성이 항불안 역할을 한다는 사실을 밝혔다.

연구 성과는 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)’와 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 2023년 9월과 2022년 11월에 각각 게재되었다.

이성중 교수는 “이번 연구는 그간 신경세포 관점에서만 이해되던 ‘불안감’이나 ‘경쟁심’과 같은 고위뇌기능이 뇌의 신경교세포에 의해 조절된다는 사실을 증명하였다는 점에서 그 의의가 있으며, 근래 사회적으로 쟁점화되고 있는 ‘불안장애’나 ‘사회성 장애’ 등 고위뇌기능 이상을 신경교세포 관점에서 새롭게 조망하는 계기가 될 것”이라고 말했다. 고위뇌기능은 인지, 판단 및 감정조절 등 정서와 사회성에 영향을 미치는 일련의 뇌기능이다.
 

제이콥 기자  real2018@daum.net

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