초록 ▼

연구개요
⚫공포조건화 동안 중뇌의 도파민 뉴런들은 감각자극(CS+)과 혐오자극(US) 사이의 연합 확실성을 표상한다. 도파민의 확실성 정보는 편도체에 도달하여 공포기억의 형성과 소거에 기여한다. 그러나 도파민 확실성 정보가 편도체에 도달하여 어떤 작동을 일으키는지 그 뇌신경학적 기전에 대해서 아직 밝혀지지 않았다. 따라서 본 연구과제는 도파민 뉴런들이 유전학적으로 도파민을 만들지 못하게 되거나 또는 특정 시간대에 인위적으로 도파민을 다량 분비하도록 처치하였을 때, 편도체 중심핵(CeA) 뉴런들의 전기생리학적 활동성을 측정하였다

연구개요
⚫공포조건화 동안 중뇌의 도파민 뉴런들은 감각자극(CS+)과 혐오자극(US) 사이의 연합 확실성을 표상한다. 도파민의 확실성 정보는 편도체에 도달하여 공포기억의 형성과 소거에 기여한다. 그러나 도파민 확실성 정보가 편도체에 도달하여 어떤 작동을 일으키는지 그 뇌신경학적 기전에 대해서 아직 밝혀지지 않았다. 따라서 본 연구과제는 도파민 뉴런들이 유전학적으로 도파민을 만들지 못하게 되거나 또는 특정 시간대에 인위적으로 도파민을 다량 분비하도록 처치하였을 때, 편도체 중심핵(CeA) 뉴런들의 전기생리학적 활동성을 측정하였다. 이러한 도파민 뉴런들의 활동성 변화가 동물의 공포기억 형성과 소거에 미치는 영향을 실험하였다.
⚫도파민과 공포소거를 주제로 학계에 보고된 기존 논문들은 모두 수술을 통해 인위적으로 도파민 뉴런들의 활동성을 조작하는 방법을 사용하였다. 이러한 침습적 연구결과는 불안 및 공포 관련 정서장애를 겪는 사람들에게 직접 적용하기 어렵다는 한계점이 있다. 따라서 후속 연구과제로 도파민 뉴런들을 비침습적으로 활성화시키면서 공포기억 형성과 소거에 미치는 영향을 실험하였다. 구체적으로 소리자극(reward-CS)과 먹이 보상물을 연합시키는 파블로프 강화학습을 마우스에게 충분히 훈련시켰다. 이후 공포기억을 형성시키고, US없이 CS+만을 들려주는 공포소거 훈련을 진행하였다. 소거훈련시 혐오자극이 올 것이라 예상되었지만 실제 혐오자극은 오지 않은 시간대에 reward-CS를 제시하여 도파민 뉴런들을 비침습적으로 활성화시켰다. 이러한 비침습적 도파민 활성화는 US가 더 이상 제시되지 않는다는 확실성을 증가시켜 공포기억을 유의미하게 감소시킴을 시사한다.

연구 목표대비 연구결과
⚫1차년도 목표: 상위 10%이내 국제학술지 발표 -> 달성도 100%
- 공포기억을 형성할 때, 중뇌의 도파민 뉴런들의 활성화가 낮을수록 공포기억이 일반화되는 현상이 보고되었다. 1차년도 연구를 통해 공포조건화시 도파민 뉴런들의 다이노핀 (dynorphine) 수용체가 도파민 뉴런들의 활성도를 결정하는데 중요한 요소라는 연구결과를 Current Biology에 출간하였다.
⚫2차년도 목표: 상위 10%이내 국제학술지 발표 -> 달성도 100%
- 본 연구과제를 지속하는 과정에서, 타 연구진(건국대 한정수와 충남대 김연수 교수)로부터 공동연구 제의를 받고 실험을 진행하였다. 이 연구를 통해서 Selenbp1유전자의 과발현이 조현병의 음성증상을 유발할 수 있음을 입증하는 연구결과를 PNAS에 출간하였다. 본 연구진은 이 논문을 위해서 마우스를 대상으로 행동실험과 EEG측정 및 분석을 실시하였다.
⚫3차년도 목표: 상위 20%이내 국제학술지 발표 -> 달성도 90%
- 계획한 대로 비침습적 도파민 활성화가 공포기억의 일반화를 억제하고 보다 분별있는 공포기억을 형성하는데 기여한다는 연구결과를 얻었고, 도파민 분비시 CeA뉴런들의 활성화 패턴을 전기생리학적으로 관찰하는 데이터도 확보하였다. 이 두가지 연구결과를 통합하여 상위 5% 국제학술지에 투고하였으나, 공포기억의 형성과 소거시에 CeA에서 도파민이 실제로 분비되는지에 대한 결정적 증거를 제시해 달라는 심사의견을 받았다. 광섬유 광도측정기법(fiber photometry)으로 도파민 분비량을 측정하는 실험을 추가하여 다시 논문 출간을 시도할 예정이다. 따라서 3차년도 목표를 완벽히 달성하지는 못했지만, 현재 데이터 습득을 90%가량 해놓은 상태이기 때문에 90% 달성도를 이루었다고 판단한다. 이 업적은 과제 종료보고 후 연구업적으로 등록할 예정이다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
⚫도파민 뉴런들의 작동원리를 이해하여 공포기억의 소거를 촉진하는 신경학적 기전 확보
- 본 연구는 CeA에서 분비된 도파민 신경전달물질이 공포조건화의 소거를 촉진시킨다는 결과를 전기생리학적 기법과 행동분석을 통해 확인하였다. 현재 추가로 진행하고 있는 실험을 완료하여 논문으로 출판한다면, 도파민 분비가 공포소거를 촉진하는 구체적인 뇌신경학적 기전을 학계에 최초로 보고하는 성과를 거두게 된다.
⚫비침습적 도파민 분비 원리를 이용한 새로운 인지행동치료기법 개발
- 비침습적 도파민 활성화로 공포소거를 촉진시키는 원리를 활용하여 공포 및 불안과 같은 정서장애를 호소하는 환자들을 치료하는 인지행동치료기법으로 발전시킬 수 있을 것이다.
또한 정서장애를 치료하기 위해서 도파민 수용체를 발현하는 편도체 뉴런들을 표적으로 하는 신약개발을 촉진하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 22