기초과학연구원, 타인의 고통이 내 것처럼 느껴지는 이유!

많은 분께서 감동적인 영화를 보시며 눈물을 흘리거나, 주인공이 어려움을 겪을 때 마치 본인의 일처럼 가슴이 먹먹해지는 경험을 하신 적이 있으실 것입니다. 이는 단순한 감정 이입이 아니라 실제로 우리의 뇌가 타인의 감정을 받아들이고 반응하는 과정에서 일어나는 현상입니다. 이러한 공감 반응이 뇌에서 어떻게 이루어지는지에 대한 연구가 기초과학연구원(IBS)에서 진행되었습니다.

 

 

연구 논문 확인

 

연구진 및 연구 배경

이번 연구는 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단에서 수행되었으며, 금세훈 연구위원과 최지예 선임연구원이 주도하였습니다. 연구진은 뇌의 특정 부위가 타인의 감정을 공감하는 데 어떠한 역할을 하는지를 실험을 통해 규명하고자 하였습니다.

 

그동안 공감 반응과 관련된 많은 연구가 진행되었지만, 공감이 단순한 감정적 반응이 아닌 특정한 신경 회로를 통해 이루어진다는 점을 실험적으로 입증한 연구는 많지 않았습니다. 이번 연구는 공감 반응을 조절하는 핵심적인 신경 회로를 밝히는 데 초점을 맞추었습니다.

뇌 속 공감 신경회로의 비밀

연구진은 뇌의 전측대상회피질(Anterior Cingulate Cortex, ACC)이 공감 반응을 조절하는 핵심 부위임을 발견하였습니다. ACC는 감정 조절, 사회적 행동, 의사 결정 등에 관여하며, 타인의 감정을 공감하는 과정에서도 중요한 역할을 담당합니다.

▲ 관찰 공포 실험 중 전측대상회피질(ACC) 신경세포 활성

 

관찰 공포 실험은 한 마리의 생쥐가 전기 자극을 받으며 공포를 경험하는 모습을 다른 생쥐가 지켜보게 하는 방식으로 진행되었습니다. 연구진은 미세 내시경 칼슘 이미징 기술을 활용하여 ACC 신경세포의 활성 변화를 실시간으로 측정하고 분석하였습니다.

공감 신경회로 억제 실험

연구진은 ACC에서 중뇌수도관주위회색질(Periaqueductal gray, PAG)로 연결되는 신경회로가 공감 반응을 담당하는지 확인하기 위해 해당 회로를 선택적으로 억제하는 실험을 진행하였습니다. PAG는 공포나 고통을 신체적 반응으로 전환하는 역할을 합니다.

▲ 생쥐 행동과 전측대상회피질(ACC) 신경세포의 활성 예시

 

실험 결과, ACC-PAG 신경회로가 억제된 생쥐는 타인의 고통을 목격하더라도 공감적 동결 행동을 보이지 않았습니다. 이는 공감 반응이 특정 신경 회로를 통해 이루어진다는 점을 실험적으로 입증하는 중요한 결과였습니다.

연구 결과와 논문 발표

이번 연구 결과는 세계적인 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 2025년 2월 25일자로 발표되었습니다. 연구 논문의 제목은 "Cortical representations of affective pain shape empathic fear in male mice"로, 연구진은 본 논문을 통해 공감 반응의 신경 기제를 정밀하게 규명하였습니다.

타인의 감정을 공감하는 이유

이번 연구는 공감 반응이 특정한 신경 회로를 통해 이루어진다는 점을 실험적으로 입증한 최초의 연구 중 하나입니다. 이러한 연구는 공감 능력이 부족한 사람들의 치료 방법을 개발하는 데 중요한 기초 자료가 될 것입니다. 또한, 향후 다양한 신경정신질환 연구에도 활용될 것으로 기대됩니다.