나이가 들수록 왜 학습 의욕을 상실할까

 [금요일의 포커스] 비용 – 사설컬럼() ·보상 결정 학습에 관한 뇌회로 발견

대부분의 사람들이 나이가 들면서 열정과 의욕을 잃는다. 육체의 힘이 쇠퇴하면서 사물에 대한 호기심도 점차 사라지기 때문이다. 이렇게 의욕과 관심이 사라지면 새로운 것은 더 어려워진다.하지만 나이에 굴하지 않고 늙어 갈수록 흥청망청하는 사람도 많다. 철학자 소크라테스는 70세 때에도 광장에 나와 젊은이들과 토론을 하면서 새로운 악기를 배우기 시작했다고 한다. 첼로의 거장 카잘스는 93세에도 매일 3시간씩 연습을 했고 84세 때 세상을 떠난 괴테는 죽기 1년 전에 대표작 파우스트 2부를 완성했다.

대부분의 사람들은 나이가 들게 마련이다 낙오되어 학습 의욕을 잃다 © 게티 이미지 뱅크

과연 무엇이 이렇게 현격한 차이를 만드는 것일까. 미국 매사추세츠공대(MIT) 신경과학자들은 쥐들을 대상으로 한 연구에서 이런 종류의 동기 유지에 중요한 뇌 회로를 확인했다. 이 회로는 특정 행동에 따라 발생하는 비용과 보상을 평가해야 하는 결정을 내리는 방법을 배우는 데 특히 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다.그 비밀은 선조체에 분포하는 스트리오좀(線条小體)이라 불리는 세포군집체에 숨어 있었다. 선조체는 기저핵의 일부이며 습관형성이나 자발적인 움직임의 제어, 그리고 감정 및 중독과 관련된 뇌중추의 집합체이다.이번에 연구를 진행한 MIT의 앤 그레비에르 교수팀은 몇 년 전 스트리오솜을 발견했지만 그 기능에 대해서는 밝히지 못했다. 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 촬영이 어려울 정도로 작고 뇌 깊숙이 존재하기 때문이다.

선조체에 분포하는 스트리오좀을 발견하지만 연구진은 스트리오좀이 접근과 회피의 갈등으로 알려진 의사결정 유형에서 중요한 역할을 한다는 사실을 알아냈다. 이러한 결정에는 긍정적 요소와 부정적 요소가 모두 어떤 옵션이 주어졌을 때 좋은 것을 나쁜 것과 함께 받아들일 것인지 아니면 둘 다 피할 것인지를 선택하는 것이 포함된다.예를 들어 월급을 더 많이 주는 대신 가족과 친구로부터 멀리 떨어진 곳에 근무할 것인지를 선택하는 것이 이에 해당한다. 이러한 결정은 종종 큰 불안을 야기한다. 또한 연구진은 스트리오좀이 뇌에서 도파민을 생성하는 흑질세포와 연결된 것을 발견했다. 이로써 연구진은 스트리오가 피질에서 오는 감정적인 정보를 흡수 통합해 어떻게 행동할지에 대한 결정을 내리는 문지기 역할을 하고 있다는 가설을 세울 수 있었다.실제로 연구팀은 2017년 쥐를 대상으로 한 연구에서 스트레스가 이 회로와 이 종류의 감정적 의사결정에 큰 영향을 미친다는 사실을 발견했다. 스트레스를 받은 쥐는 위험한 대신 이익도 많은 옵션을 선택할 가능성이 훨씬 높았던 것이다. 하지만 이 회로를 조작함으로써 그런 효과를 차단할 수 있다는 사실을 알게 된 것이다.연구팀은 쥐가 긍정적인 결과와 부정적인 결과 중 하나를 선택하는 방법을 배울 때 스트리오좀에서 무슨 일이 일어나는지 연구하기로 했다. 즉 두 개의 다른 음색을 만든 뒤 쥐들에게 하나는 설탕물(긍정적인 결과)이 나올 때, 그리고 다른 하나는 밝은 빛(부정적인 결과)이 나올 때 각각의 음색을 들려준 것.그 결과 쥐는 특정 음색을 들을 때 혀를 더 핥으면 설탕물이 더 많이 나오게 되고, 다른 음색을 들을 때 혀를 조금 핥으면 빛이 덜 밝아진다는 사실을 점차 학습했다.

나이가 들면 스트리오좀의 활동이 감소하고 연구진은 쥐가 이들 과제를 학습하는 과정에서 조상체의 다른 부분보다 스트리오좀이 높은 활동을 보였으며 이러한 활동이 쥐의 행동 반응과 상관관계가 있다는 사실을 밝혀냈다. 이는 특정 결과에 주관적 가치를 부여하는 데 스트리오는 중요한 역할을 하고 있음을 의미한다.연구진은 또 전두엽피질 신호를 전달하는 뉴런이 스트리오면에 영향을 줘 생쥐가 고비용 또는 고보상 옵션을 선택할 때 나타나는 강력한 신호를 생성하는 데 도움이 된다는 사실을 발견했다.

선조체에 분포하는 스트리오좀이 특정한 행동으로 인해 발생하는 비용과 보상을 평가하는 결정을 내리는 방법을 배우는 데 중요한 역할을 한다는 연구 결과가 나왔다. © Cell

그 후 연구팀은 인간으로 치면 대략 60대 정도의 나이에 보이는 1321개월 된 쥐를 대상으로 이런 유형의 비용-보상시험을 실시한 결과 쥐의 학습 참여가 감소하는 것으로 나타났다. 나이 든 쥐의 스트리오좀 활동이 젊은 쥐에 비해 감소하고 있기 때문이다.연구팀은 유전적으로 표적화된 약물을 사용해 스트리오 목화 활동을 증진시킨 결과 늙은 쥐도 과제 수행에 더 많이 참여하게 된다는 것을 발견했다. 반대로, 스트리오좀의 활동을 억제시킬 경우, 쥐의 과제 수행에의 참가가 감소했다. 이 연구결과는 국제학술지 셀(Cell) 최신호에 발표됐다.연구팀은 현재 이 회로를 자극하는 약물치료법을 연구하고 있는 것으로 알려졌다. 논문의 저자 중 한 명으로 참여한 텍사스대 알렉산더 프리드먼 교수는 다음과 같은 말로 자신들의 연구 성과를 요약했다. 생존하기 위해서는 어떤 것이든 끊임없이 배워야 한다.’ 출처 : 이선규 객원기자 [email protected] 저작권자 2020 . 10 . 30 ↗ Science Times