신경 쓰이는 잡다한 이야기

머리카락 한 가닥을 잡아당겼을 때 '앗 따거!' 하게 해주는 뉴런이 발견되었다고 한다.(...)

(출처: Neuroscience News)

NIH 연구자들은 머리카랑 하나를 잡아당기는 미세한 자극에도 반응하는 종류의 감각뉴런을 찾아내었다. 이러한 여러 종류의 감각반응의 메커니즘을 이해함으로써 통증 치료에 대한 새로운 접근법을 제대로 찾아내기 위한 첫걸음이 될 수 있다. 이 발견은 2017년 8월 16일 Neuron 저널에 발표되었다.

이 연구의 대표저자이며 미국 국립 보완 및 통합 보건 연구소(NCCIH)의 책임연구원인 Alexander Chesler는 "과학자들은 서로 다른 외부 자극, 즉 촉각, 열, 냉각, 압박, 그리고 진동 등의 감각을 감지하는 종류의 뉴런들의 종류를 알고 있다. 그러나 지금까지 많이 알려져 있는 것들은 온도나 촉각에 관련된 것들이며, 반면 특정한 자세나 활동에 연관된 해부학적 통증(anatomical pain)과 같은 기계적 통증(mechanical pain)에 대해서는 알려진 바가 별로 없다"고 이 연구의 의의에 대해 설명했다.

이 연구에서, Chesler와 동료들은 신경 활동을 측정하는 functional imaging, 뇌의 전기적 활동 기록, 그리고 유전학적 방법을 함께 사용하여 뉴런들이 여러 종류의 자극에 어떻게 반응하는지 알아보았다. 연구진은 통증 연구에서 오랫동안 연구되어 왔던 Calca라는 유전자가 발현되는 종류의 감각뉴런을 주목했다.

연구진은 마우스의 뺨 부분에 여러 가지 자극을 주었는데, 바람, 타격, 빗질 등의 기계적 자극, 털뽑기나 꼬집기(...) 등 "높은 역치의" 기계적 자극, 그리고 온도에 의한 자극 등을 주었다고 한다. 이로써 발견한 것은, 대상 뉴런은 크게 두 종류에 속하는데, 모두 경미한 자극에는 둔감하였다. 첫 번째 종류는 잘 알려진 통증섬유(다형성 통증수용체)로, 열이나 꼬집기 등의 강한 자극에 반응한다. 다른 하나는 이전까지 알려진 적이 없는 특이한 뉴런인데, 이 뉴런은 털뽑기에만 강하게 반응한다.(...) 연구진은 이 고역치 기계감각 수용체(HTMR; high-threshold mechanoreceptor)를 피부에 독특하게 배치돼 있는 신경말단의 모습에 착안하여 "circ-HTMR"라고 명명했다. 이 신경의 관찰된 모습은 섬유 말단의 모습이 모공 기저부를 둘러싼 올가미 모양이다.

연구진은 이 circ-HTMR에 대해 좀더 알아 보고자 추가적인 실험을 하였으며, 마우스에 대한 광유전학(optogenetics)에 의한 직접적 활성화 만으로도 (광유전학적 활성화를 유발하는)청색광 자극과 연결된 공간을 회피하는 등의 방어적 행동을 유발할 수 있었다.

Chesler가 설명하기를, "이들 뉴런의 한 가지 흥미로운 성질이, 조직화된 수용 범위가 꽤 큼에도 불구하고 털 한 가닥만을 잡아당겨도 반응할 수 있다는 점이다. 이 뉴런들의 전기적 성질 또한 일반적인 통증신경보다 훨씬 빨리 반응하고 털이 잡아당겨지는 동안 계속 발화하는 특징을 갖고 있다"고 한다.

NCCIH 원장 Josephine Briggs는 "이 발견으로써 몸감각계가 어떤 식으로 통증 자극을 처리하는지에 대한 통찰을 더해 주었다. circ-HTMR 뉴런의 고유한 성질에 대한 추가적 연구로써 물리적 통증에 의해 활성화되는 뇌 부위를 신속-정확하게 알아내는 데 유용할 수 있으며, 궁극적으로는 통증 치료에 대한 합리적 접근법을 설계하는 데 도움이 될 수도 있다"고 밝혔다.

논문:

“Specialized Mechanosensory Nociceptors Mediating Rapid Responses to Hair Pull” by Nima Ghitani, Arnab Barik, Marcin Szczot, James H. Thompson, Chia Li, Claire E. Le Pichon, Michael J. Krashes, and Alexander T. Cheslery in Neuron. Published online August 16 2017 doi:10.1016/j.neuron.2017.07.024