도파민 : 사랑도 보상

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보상시스템 : Reward mechanism

보상시스템
- 변연계 : 파페츠
- Like vs Want
- 식욕 mechanism
- 도파민
- Pleasure : Food Pleasure

쥐의 도파민 분비량 변화

사랑은 쾌락 신경계의 보상 체계 작용
저자 최현석 : 인간의 모든 감정

인간의 연애, 섹스, 애착은 동물 세계의 차원에서 보면 재생산을 위한 과정으로, 통틀어 성 행동(sexual behavior)이라고 합니다. 이는 포유류나 조류에서도 흔히 관찰됩니다. 동물의 연애는 탐색과 구애 과정으로 이루어집니다. 탐색은 짝짓기(교미)를 목적으로 이성을 찾아 나서는 행동이며, 구애(courtship)는 이성을 짝짓기로 끌어들이기 위한 유혹 행동입니다. 여기서 성공하면 교미(copulation, coitus)가 이루어집니다. 교미란 발기한 수컷의 성기가 암컷의 성기 안으로 삽입되어 정액을 배출하는 행동으로, 섹스와 같은 말입니다.
포유류나 조류에 속한 많은 종은 특정 배우자를 선호하고, 자신이 좋아하는 이성에게 에너지를 집중합니다. 이를 동물행동학에서는 구애 끌림(courtship attraction)이라고 합니다. 구애 끌림은 유혹과 같은 의미로, 암컷 선택, 배우자 선호, 성 선택 등의 표현도 같은 의미입니다. 공작의 꼬리 깃털과 같이 생존에는 전혀 도움이 안 되지만 이성이 좋아하는 외모가 진화한 것도 이러한 성 선택의 압력 때문입니다. 이성을 유혹하기 위해 보여 주는 쪽이 있으면, 이를 보고 선택하는 쪽이 있죠. 동물들의 느낌을 우리가 알 수는 없지만, 구애-선택 과정에 엔도르핀이 관여하는 것으로 보아 즐거움을 느낄 것이라 생각할 수 있습니다.
이성을 유혹하려면 자신을 보여 줘야 하고, 상대방은 그것을 알아봐야 합니다. 성 선택이 생물 진화의 원동력 중 하나라고 처음으로 주장했던 다윈은 수컷과 암컷의 선호는 아름다움에 대한 내적 감각에서 나온다고 했습니다. 이것은 후각일 수도 있고, 시각일 수도 있습니다.
포유류나 조류는 자기가 좋아하는 특징을 가진 이성을 보면 친하게 지내자는 신호를 보이며 따라다니고 보호 행동을 합니다. 이것이 구애 행동입니다. 수소는 발정기에 접어든 암소를 보면 발로 땅을 긁고, 머리와 목을 땅에 문지르며, 자신을 과시하고, 등과 어깨 위로 흙을 던지고, 머리를 낮추고 숨을 씩씩거립니다. 암소를 가깝게 따라다니거나 나란히 서기도 하면서 그 암소를 보호하려 합니다. 그리고 자주 암소의 생식기와 오줌을 냄새 맡거나 핥습니다.
수탉은 암탉을 보면 평소보다 매우 과장되게 몸을 높여 걸으며, 암탉 주위를 돌고, 땅을 쪼거나 긁으며 암탉에게 신호를 보냅니다. 그리고 날개를 치며 소리를 낸 다음, 한쪽 날개를 낮추고 경쾌한 춤을 추듯 목을 쭉 빼고 발을 짧게 끌며 옆으로 비켜 돌면서 암탉을 한쪽으로 몹니다.
이처럼 소나 닭은 발정기에 접어들면 짝을 차지하기 위해 에너지를 집중합니다. 구애 행동은 종마다 매우 다양한데, 지금까지는 이러한 구애 행동을 성 충동(sexual drive)과 구별하지 않고 여기에 포함된 개념으로 이해했습니다. 그러나 구애 행동이 넓은 의미로는 성 충동의 일부이기는 하지만, 교미 자체를 목적으로 하는 성 충동과는 다르다는 사실이 밝혀지고 있습니다.

아메리카 대륙의 열대우림 지역에는 키가 20cm 정도로 작은 원숭이인 마모셋(marmoset)이 삽니다. 비단털원숭이 혹은 명주원숭이라고도 합니다. 이들은 특이하게도 일부일처제 생활을 합니다. 또 다른 종인 긴팔원숭이(gibbon)도 일부일처제 생활을 합니다. 그래서 동물의 성 행동을 알고자 할 때는 이들의 사회생활을 연구합니다. 암컷 마모셋은 시상하부의 한 부분(anteromedial hypothalamus)에 병이 생기면 수컷에게 적극적으로 접근하지 않습니다. 그러나 이 경우에도 수컷이 접근해 오면 수동적으로 받아들이기는 합니다. 이는 마모셋의 구애 활동이 짝짓기와는 다른 체계로 작동한다는 것을 의미합니다.
일부일처제는 원숭이에서만 관찰되는 것은 아니고, 쥐의 경우에도 찾을 수 있습니다. 미국 중서부에 사는 초원들쥐가 대표적인 예입니다. 쥐는 설치류의 한 부류로, rat, mouse, vole 등이 모두 쥐에 속합니다. 이 중 집 주위에서 많이 발견되는 쥐는 까맣거나 갈색을 띠는 rat로, 흔히 진짜 쥐라고 불립니다. 실험실에서 많이 사용되는 mouse는 생쥐 혹은 마우스라고 하며, vole은 주로 야외에서 생활하기 때문에 들쥐라고 합니다. 들쥐에도 여러 종(species)이 있는데, 성 행동 신경계 연구에 많이 이용된 들쥐는 초원들쥐(prairie vole), 산악들쥐(montane vole), 목초들쥐(meadow vole) 등입니다. 이들은 같은 들쥐이지만 사회구조가 달라 초원들쥐는 평생 한 배우자하고만 짝을 이루어 새끼를 키웁니다. 배우자 한쪽이 죽거나 없어져도 70％는 새로운 짝을 찾지 않습니다. 반면 산악들쥐나 목초들쥐는 여러 짝과 무작위로 짝짓기를 합니다.
초원들쥐 암컷은 한 수컷과 일단 짝짓기를 하면 그 수컷하고만 짝짓기를 합니다. 특정 이성만을 계속 사랑하는 거죠. 이러한 현상은 뇌 의지핵의 도파민 작용 때문입니다. 그래서 도파민 차단제를 의지핵에 주입하면 이전의 짝짓기로 형성되었던 관계는 깨집니다. 그러나 다시 도파민을 주입하면 주입 당시 옆에 있던 수컷을 좋아하게 됩니다. 이 수컷과 전에 짝짓기를 했는지 여부는 상관없습니다. 포유류의 구애 행동이 중추신경계 도파민의 작용이라는 증거는 다른 동물에서도 밝혀졌습니다. 암컷 양에서도 중추신경의 도파민 증가가 구애 행동을 매개합니다. 암컷 마모셋은 뇌에서 황체형성호르몬분비호르몬(LH-RH)이 많아지면 수컷에게 적극적으로 접근하는데, 이 호르몬은 도파민과 같은 모노아민의 방출을 자극합니다.
도파민은 신경전달물질인데, 하나의 신경세포에서 이웃 신경세포에 정보를 전달하는 물질을 신경전달물질이라고 합니다. 모노아민은 아민(amine)이 하나 들어 있는 화합물을 말하며, 도파민, 노르에피네프린, 세로토닌이 이에 해당합니다. 도파민과 노르에피네프린을 따로 카테콜아민이라고 합니다. 포유류 특히 영장류 종의 수컷은 특정 암컷을 좋아하는데, 자기가 좋아하는 특정 개체에 대한 감각이 뇌의 모노아민 특히 도파민의 방출을 자극하여 짝을 고를 때 영향을 미칩니다. 즉 중추신경의 도파민은 어떤 짝을 좋아할지를 결정한다고 할 수 있죠.
인간의 구애 과정에서 나타나는 감정이 사랑인데, 사랑에 빠진 상태에서는 포유류의 구애 행동에서 보이는 많은 특징들이 나타납니다. 그러므로 인간의 연애는 짝을 고르는 포유류의 신경 체계의 발달된 형태라고 할 수 있습니다. 이처럼 인간의 행동을 유발하는 뇌 체계는 포유류의 일반적인 뇌 체계와 공유하는 부분이 많습니다. 하지만 다른 포유류에서 발견되는 구애 행동과 인간의 구애 행동은 다른 면도 많습니다. 대부분 포유류의 구애 기간은 짧아서 몇 분에서 며칠 길어도 몇 주 안에 끝나지만, 인간에서의 구애 행동(연애) 특히 강렬한 단계는 12~18개월 정도 지속됩니다.
연애(로맨틱 사랑)는 인간 사회 어디서나 나타납니다. 지구상의 다양한 사회를 연구한 바에 따르면 전 문화에 걸쳐서 나타나는 보편적인 현상입니다. 연애에서 가장 중요한 특징은 특정한 짝을 좋아한다는 것입니다. 자기가 좋아하는 짝을 얻으려는 목표를 향해 에너지를 집중하고, 그것을 강박적으로 추구하며, 특히 배타적인 관계를 확보합니다. 포유류 동물들은 구애 행동 때 자신의 장점이나 아름다움을 실제보다 훨씬 더 과장하는데, 사람도 동일합니다.
사랑은 특정인을 특별하게 생각하면서 시작됩니다. 그 사람에게 관심을 집중시키며, 상대의 허물을 과소평가하고 좋은 점을 과대평가합니다. 이를 핑크 렌즈(pink lens) 효과라고 하는데, 우리말로는 ‘눈에 콩깍지가 씌었다’고 합니다. 사랑을 방해하는 장애가 생기면 이 장애는 오히려 사랑의 열정을 더욱 높이기도 합니다. 사랑하는 사람끼리는 서로 떨어져 있으면 분리불안을 느끼고, 같이 있을 때는 감정적으로 일체가 되어 심장 박동, 땀 분비 등이 같아지며 대화를 나눌 때 뇌파가 일치하기도 합니다. 사랑하는 사람과 영원히 같이 있고 싶고, 상대에게 맞추기 위해 좋아하는 것도 바꾸고 생활 습관도 바꿉니다. 상대방을 위해 자신을 기꺼이 희생하며, 심지어 죽음도 받아들입니다.
사랑에 빠진 사람들의 뇌를 MRI로 촬영해 보면 안쪽 뇌섬, 앞띠이랑, 해마, 그리고 의지핵을 포함한 줄무늬체와 배쪽뒤판구역(VTA, ventral tegmental area)이 활성화됩니다. VTA는 뇌의 보상 회로의 중추 영역인데, 여기에서 꼬리핵이나 의지핵을 포함하는 줄무늬체에 도파민을 보내 신호를 전달합니다. 결국 사랑은 보상 체계, 즉 쾌락 신경계의 작용이라고 할 수 있습니다.
보상이란 어떤 행동을 했을 때 즐거움을 느낌으로써 그 행동이 강화되는 과정으로, 생명체의 생존과 관련됩니다. 음식, 물, 섹스 등이 일차적인 보상이라고 한다면 돈, 음악, 아름다운 얼굴, 좋은 촉감 등은 이차적인 보상이라고 할 수 있습니다.
보상은 본능(本能, instinct)과는 다릅니다. 본능이란 아기가 어머니의 젖을 빠는 것과 같이 가르쳐 주지 않아도 나타나는 행동을 말하며, 학습과 반대되는 개념이죠. 학습이란 경험을 통해서 배우는 것이니까요. 그런데 사실 잠이 오면 자고, 배고프면 음식을 먹는 행위와 같은 본능적인 행위의 많은 부분이 보상 회로와 겹치기 때문에 본능적인 행동과 보상 작용으로 학습된 행동이 구분되지 않는 경우가 많습니다.
보상은 학습(경험)에 의해 어떤 목표를 향해 나아가게 하는 동기(motivation)나 동인(動因, drive)(추동(推動))을 제공합니다. drive라는 단어는 현재는 ‘자동차를 운전하다’의 의미로 많이 쓰이지만, 자동차가 나오기 전에는 ‘움직이게 하다’라는 의미였습니다. 동인(drive)이란 사람이 뭔가를 하게끔 강하게 미는 추진 동력이라는 의미입니다.
보상 신경 체계의 핵심은 VTA와 줄무늬체에 있습니다. VTA는 뇌줄기의 중간뇌에 있고, 줄무늬체는 바닥핵의 일부입니다. 바닥핵이란 대뇌 속에 묻혀 있는 회색질 덩어리를 말하는데, 꼬리핵(caudate nucleus), 조가비핵(putamen), 창백핵(globus pallidus) 등을 말하고 때로는 편도까지 포함하죠. 꼬리핵의 머리와 조가비핵의 앞부분은 붙어 있는데, 이 부분을 의지핵(측좌핵)이라고 합니다. 그리고 의지핵과 인접한 꼬리핵, 조가비핵 및 앞뇌의 바닥 부분을 합쳐서 배쪽줄무늬체(ventral striatum)라고 합니다.
의지핵을 포함한 배쪽줄무늬체는 VTA에서 분비되는 도파민에 의해 활성화되어 목적 지향적인 행동을 조절합니다. 더욱이 꼬리핵은 일차시각영역을 제외한 모든 피질에서 광범위한 신호를 받아 다양한 감각·운동·감정 기능을 통합하기 때문에 사랑 같은 복합적인 행동을 효율적으로 수행합니다. 사랑의 열정은 기분을 좋게 하고 행복감을 느끼게 할 뿐만 아니라 때로는 황홀감을 느끼게 해 줍니다. 마약중독에서도 같은 느낌을 받을 수 있는데, 두 가지 모두 도파민이 작용하기 때문이죠.

현재까지 도파민에 의해서 작동되는 뇌 체계는 네 가지가 밝혀졌습니다. 의학에서 가장 많이 알려진 체계는 흑색질에서 줄무늬체로 신호를 전달하는 체계인데, 이 체계에서 도파민이 부족하면 파킨슨병이 발생합니다. 두 번째와 세 번째는 VTA에서 각각 변연계와 피질로 도파민 신호를 전달하는 체계이고, 네 번째는 시상하부에서 뇌하수체로 도파민 신호를 전달하는 체계입니다. 이 중에서 두 번째와 세 번째 통로가 보상 체계와 관련이 있습니다.

연애는 일차적으로 보상 신경 체계가 작동하는 동기(motivation) 체계로, 종을 재생산하기 위한 짝짓기를 유발합니다. 감정은 일반적으로 특정 얼굴 표정을 만들어 내지만 사랑은 특정한 얼굴 표정이 없습니다. 그래서 사랑을 특정 감정으로 설명하기는 어렵습니다. 사랑은 감정보다는 동인(drive)과 많은 특징을 공유합니다. 모든 동인이 인간의 의지로 조절하기 어려운 것처럼 사랑도 마찬가집니다. 또 사랑은 아무리 어려운 상황에서도 포기하지 않으며, 많은 경우 운명이라고 받아들입니다.

사람이 살아가면서 동인의 내용은 변하지만 의지로 조절하기 어렵다는 점은 동일합니다. 갈증과 같은 동인은 물을 마셔야만 해결이 되지, 참을 수 있는 것이 아닙니다. 반면 성욕은 아무리 강렬할지라도 시간이 지나거나 상황이 바뀌면 변합니다. 사랑은 갈증과 유사합니다. 일반적으로 성욕이 거부되었다고 해서 자살하거나 살인하지는 않지만, 사랑이 거부당하면 스토킹, 자살, 살인 등을 일으키며 우울증에 빠지기도 합니다. 이처럼 사랑은 성욕보다 훨씬 강렬한 것입니다.

구애 끌림(연애)에는 도파민뿐만 아니라 노르에피네프린도 관여합니다. 노르에피네프린이 활성화되면 각성, 에너지 상승, 식욕 감소, 주의 집중, 기억력 상승 등과 같은 효과가 나타납니다. 애인과 같이 있으면 심장 박동이 빨라지고, 땀이 나며, 손발이 떨리는 것도 노르에피네프린의 작용이죠. 그리고 애인과 나눴던 대화 하나하나가 뚜렷이 기억되고, 몸짓이나 냄새까지도 오랫동안 기억되는 것도 노르에피네프린이 집중력을 향상시키기 때문입니다.

사랑할 때 남녀의 뇌가 흥분되는 부위는 공통되지만 다소 차이가 있습니다. 남성은 시각 자극과 관련된 부분이 활성화가 많이 되고, 여성은 주의, 기억, 감정과 관련된 부분이 더 많이 활성화됩니다. 일반적으로 남성은 여성보다 젊음과 아름다움에 시각적으로 강하게 반응합니다. 미국인들을 대상으로 조사한 바에 따르면 연인들의 10％가 첫눈에 사랑에 빠지는데, 남성의 반응이 좀 더 즉각적이어서 남성이 더 빨리 사랑에 빠집니다. 문학작품에서도 사랑은 대부분 남자가 시작합니다. 처음 만난 무도회에서 먼저 반하는 쪽은 남자인 로미오이고, 백설공주를 사랑하게 된 왕자 또한 공주를 한 번 보고 남은 일생을 함께 살겠다고 결심합니다.
사랑을 할 때 뇌에서 흥분되는 부위가 있으면 기능이 떨어지는 곳도 있게 마련입니다. 사랑할 때 기능이 떨어지는 부위는 이마엽과 편도입니다. 이마엽의 기능이 떨어지면 판단력이 흐려집니다. 소크라테스는 사랑이란 올바른 판단력을 마비시키는 비합리적인 욕구라고 했고, 플라톤은 사랑으로 인한 판단력의 저하는 신에서 나온 것이고 이성이 판단할 수 없는 영역이라고 했습니다. 니체는 사랑은 항상 정신착란을 동반한다고 했죠. 그런데 판단력의 저하는 선택적이어서 사랑하는 사람에 대한 판단력만 주로 떨어집니다. 편도 기능이 떨어지면 공포를 덜 느끼게 되는데, 남자가 사정할 때 편도의 기능이 일시적으로 마비되고 애인 사진을 보고 있을 때도 편도의 활동이 감소합니다.
연애는 아니지만 그 이상 강력한 사랑은 모성애입니다. 모성애를 느낄 때도 연애할 때 활성화되는 보상 체계가 작동합니다. 다만 모성애의 경우는 성 충동과 관련된 시상하부가 활성화되지 않습니다. 또 모성애를 느낄 때도 연애할 때와 마찬가지로 이마엽의 기능이 저하되기 때문에 자식의 허물이 잘 보이지 않게 됩니다.