[영틀신반] #Episode 44 - 스파이더헤드...감정 조절
종합 / Bio통신원
madpatcher (2022-09-21)

Episode #44

“ Spiderhead” - 감정 조절

 

“약물실험에 참가한 죄수들

스파이더헤드

출처: https://www.imdb.com/title/tt9783600/


천둥의 신 - 토르로 유명한 크리스 햄스워드가 주연한 영화 ‘스파이더헤드’는 넷플렉스에서 개봉한 영화이다. 스파이더헤드는 창살 없는 감옥을 영화에서 뜻한다. 이곳에서 천재 과학자의 신기한 실험이 자행되고 있었으니, 그것은 감정을 조절하는 약물실험이다. 감정 조절이 이번 연재의 핵심 소재이다. 감정에 관여하는 뇌 부위의 활성을 토대로 인위적인 조절이 가능할까?
 

‘지은 죄를 임상실험에 참가해서 치르는 죄수들'


영화 ‘스파이더헤드'는 범죄자들을 대상으로 감정을 조절하는 약물을 임상 실험하는 것을 주제로 한다. 우리에게 친숙한 크리스 햄스워스는 스티브라는 역을 맡았고, 영화 탑건; 매버릭에서 주연을 맡았던 마일즈 텔러가 제프라는 역을 맡았다. 제프는 과격한 운전을 하다가 조수석에 앉은 친구를 죽인 죄로 수감되었다. 제프와 사랑에 빠지는 리지는 자신의 딸을 차에 방치한 것을 깜빡 잊고, 일하러 갔다가 그만, 9개월 된 딸아이가 죽어 과실치사 죄로 수감되었다. 제프와 리즈 말고도, 여러 명이 감옥에 수감되어 있는데, 이 감옥은 잔인하지만, 흥미로운 임상실험에 참여하는 수감자들로 구성되어있다. 스티브는 교도관이면서 동시에 약 개발자로, 수감자들이 약물 주입을 받았을 때 바뀌는 행동을 모니터 한다. 
 

‘감정과 행동 조절에 관여하는 세로토닌'


신경전달 물질 중에 세로토닌은 감정, 인지, 행동 조절 등에 관여하는 것으로 오랜 연구가 되어왔다. 특히, 행복 호르몬이라고 불리기도 한다. 감정, 인지 등에 관여하다 보니, 세로토닌 분비는 뇌의 여러 부위에서 일어 날 수 있다(그림 1). 

 

스파이더헤드

그림 1. 세로토닌의 분비. (a) 사람의 뇌에서 세로토닌이 분비되는 projections. RRN(Rostal Raphe Nuclei)과 CRN(Caudal Raphe Nuclei) 에거 projections들이 시작되며, 이런 projections은 A (Amygdala), TL(Temporal lobe), Th(Thalamus), C(Cerebellum), ST(Striatum), PFC(Prefrontal Cortex), OC(Occipital Cortex) 등으로 뻗어나간다. (b) 쥐의 뇌에서 세로토닌의 projections. 사람의 뇌와 비슷하게 Raphe nuclei에서 감정과 인지, 행동등에 관련된 뇌 부위로 연결이 된다. (c) 세로토닌 신경세포. 세로토닌 분비 신경세포에서 세로토닌이 트립토판을 전구체로 어떻게 분비되는지 보여준다(출처 1). 


세로토닌 외에도 뇌에는 60가지 이상의 신경전달물질이 있으며, 그중에는 감정에 관여하는 신경전달 물질들이 포함된다. 노르아드레날린은 일명 ‘분노의 호르몬’이라 불리며, 가슴 두근거림, 혈압 상승 등이 동반된다. 분노의 호르몬이라 하여 부정적인 영향만 미치는 것이 아니라, 생동감과 활력을 주는 역할도 한다. 도파민은 감동과 쾌감을 주는 신경전달물질로 이해할 수 있다. 이성을 찾거나, 음식을 먹고 싶어 하는 충동, 중독성, 탐닉 등이 도파민과 관련돼있다고 한다(출처 2). 
 

‘감정을 조절하는 여러 신약을 재소자들에게 실험 중’


스파이더헤드에는 재소자들의 자유의지가 보장된다. 교도관과 재소자들은 상호 존중을 원칙으로 여기며, 음식, 운동, 게임 등 부분적 자유가 보장된다. 하지만, 재소자들은 개인이 받은 형량만큼 실험에 참여해야 하는 제약이 따른다. 

여느 때와 같은 어느 날, 실험에 대한 의문을 갖고 있던 제프는 이상함을 느낀다. 호르몬 투여기가 재소자의 허리 뒷부분에 이식되어 있는데, 오작동을 일으키는 바람에 한 재소자가 죽는 것을 보게 된다. 하지만, 스티브는 눈 하나 깜짝하지 않는다. 재소자 사망사건을 은폐하고, 실험을 계속 이어간다. 

인지능력의 조절을 통해 감정을 조절하는 영화 속 약물. 낯선 상대방에게 갑작스럽게 사랑의 감정을 느낀다던지, 아주 평범함 사물에 대해 갑작스레 공포를 느끼는 장면들은 소름이 끼치기도 한다. 
 

‘감정처리와 조절에 따른 다른 뇌 부위들의 활성’


영화 속에서, 감정적 고통이 약물에 의해 일어나는 것을 보면, 고통과 인지의 상관관계가 깊은 것을 볼 수 있다. 감정과 인지, 그리고 고통의 상관관계를 지금까지 연구된 결과들로 간략한 다이어그램을 그려보면, Negative effect와 Possitive effect가 존재하는 것을 볼 수 있다(그림 2). 
 

스파이더헤드

그림 2. Pain, Cognition, Emotion의 feedback loop. Pain, Cognition, Emotion은 서로 positive와 negative feedback을 서로 주고받는다(출처 3).


통증 외에도 감정의 변화를 조절하는 기전과 그 관련 연구들도 상당히 진행 중이다. 감정 조절에 대한 관심이 많아지면서, 그에 따른 연구비중이 커지고 있다. 

감정 조절 시에 뇌의 활성을 기록하고, 그 활성을 분석하여, 재가공할 수 있도록 연구하는 분야가 최근 많아지고 있다. 그중 2015년도에 발표된 연구내용을 소개하고자 한다. 이 연구에서는 Emotiv EPOC라는 장비를 이용해서 실험 대상자의 EEG를 가상현실 상황에서 기록하고 분석을 하였다(그림 3).
 

스파이더헤드

그림 3. Emotiv EPOC. (A) EPOC의 전극 위치. (B) Emotiv EPOC device. Low-cost EEG device로 14 채널을 가지고 있으며, EEG data와 Gyroscope 측정이 가능하다(출처 4). 


연구자들은 Emotiv EPOC를 착용한 실험 대상자들에게 슬픔을 유도하는 가상현실 상황을 보여준다. 그리고 그 와 동시에 실험 대상자들의 EEG를 기록하고 비교하였다. 뇌의 활성 정도는 sLORETA tool (standardized low-resolution electromagnetic tomography)을 사용하였다. 또한, EEG 변화를 비교하기 위하여, 가상현실에 노출하기 전, 2분 30초 동안 baseline(BL1)을 측정하고, 가상현실 노출이 끝난 후, 2분 30초 동안 baseline(BL2)를 측정하였다. 

또한, 실험 참가자들을 3 그룹으로 나누었다. 첫 번째 그룹은 Cognitive Reappraisal group (CR)이다. CR은 가상현실을 돌아다니면서, 그 안에서 느끼는 감정을 표현해야 한다. 두 번째 그룹은 Expressive Suppression group (ES)이다. ES는 가상현실 안에서 유도되는 감정에 대해 표현을 억제하도록 지시받는다. 관찰자들이 감정을 알아차리지 못하게 해야 한다. 마지막으로 CG group은 감정 조절에 대한 아무런 지시사항을 받지 않는다. CG의 EEG data에서 BL1>BL2 인 경우를 살펴보면, Uncus, Superior Temporal Gyrus, Middle Temporal Gyrus, Inferior Trmporal Gyrus, Inferior Frontal Gyrus, Middle Frontal Gyrus에서 theta band(4-7Hz) 또는 alpha band(8-12Hz)가 유의미하게 차이가 나는 것을 볼 수 있다(그림 4).
 

스파이더헤드

그림 4. CG 그룹에서 BL1>BL2 대조가 관찰된 경우. (위) Theta band의 차이가 관찰된 경우. (아래) Alpha band가 차이나는 경우(출처 4).


이와 비교하여, CR과 ES 그룹에서 BL1<BL2 대조가 차이나는 결과를 살펴보면, Cingulate Gyrus, Anterior Cingulate, Angular Gyrus, Precuneus, Middle Temporal Gyrus 에서 유의미한 차이가 관찰된다(그림 5).
 

스파이더헤드

그림 5. CR과 ES 그룹에서 BL1<BL2 대조가 유의미하게 관찰된 뇌 부위. (위) CR 그룹. (아래) ES 그룹. 모두 Theta band의 결과이다(출처 4).


감정을 표현하는 그룹인 CR의 EEG 결과들을 대조군인 CG 결과들에 비교했을 때, BL2에서 유의미하게 차이가 나는 결과를 살펴보면, 해당 뇌 부위의 중요성을 알 수 있다(그림 6).
 

스파이더헤드

그림 6. BL2 결과에서 CG<CR 대조가 유의미하게 큰 뇌 부위들. 모든 결과는 theta band에서의 차이를 말한다(출처 4).


Occipital lobe에 해당되는 Lingual Gyrus, Cuneus, Parietal lobe에 해당되는 Precuneus 등이 CG<CR 대조 결과에서 유의미하게 활성을 보인다. 감정을 억제하는 그룹인 ES의 경우, CG<ES 대조가 차이나는 결과를 보면, 위와는 또 다른 뇌 부위가 관장하는 것으로 보인다(그림 7). 
 

스파이더헤드

그림 7.  BL2 결과에서 CG<ES 대조가 유의미하게 큰 뇌 부위들. 모든 결과는 theta band에서의 차이를 말한다(출처 4).


가상현실에서 느껴지는 감정처리 조절을 어떻게 하느냐에 따라서 다른 뇌 부위들이 활성을 일으키는 것을 간략히 알 수 있다. 이러한 발견들은 감정처리 기전과 상황에 따른 감정 조절이 어떻게 일어나는지 해석하는 것에 있어 중요한 밑거름이 된다.  
 

‘빙고 게임처럼, 약물 실험을 반복한다.’


스티브가 가장 크게 관심 있는 약물은 사랑의 감정을 조절하는 N-40이라는 약물과 B-6 약물이다. B-6 약물은 한 번도 임상실험을 통과하지 못하였는데, 이 약물은 예외 없는 절대복종을 만드는 것이 그 목적이다. 가장 하기 싫은 일을 심오한 가치와 감정에 상관없이 명령에 따라 움직이게 만드는 것이 의도이다. 결국, B-6는 실패한다. 그리고 제프와 리지는 스파이더헤드를 탈출하는 데 성공한다. 

위에 소개된 연구내용을 토대로, 임의적인 뇌 부위의 활성을 이용하여, 특정 감정의 유도 또는 억제할 수 있는 약물이나 기술이 영화에서처럼 개발된다면, 어떤 일들이 벌어질까? 물론 윤리적인 문제가 가장 큰 넘어야 할 산이 될 것이다. 의도치 않은 상황이나 사건으로 감정적 표현 또는 억제의 문제가 생길 수도 있다. 치료 목적으로 약물이나 기술이 개발된다면, 삶의 질을 높이는 데에 큰 역할을 할 수 있다고 생각된다. 하지만, 오남용을 어떻게 막을 수 있는지에 대한 의문점도 해결해야 한다. 기억의 조절에 대해서도 마찬가지로 많은 문제들이 남아있다. 동물 실험에서는 단순히 기억 조절에 대한 성공과 그 기전에 대해 큰 의미를 부여하지만, 그 이상을 뛰어넘기에는 아직 역부족하다는 것이 대부분의 의견이다. 

이번 영화 스파이더헤드는 크리스 햄스워드의 멋진 연기를 볼 수 있기도 하다. 점점 미치광이로 변해가는 모습과 피실험자들이 중간에 자살 또는 울며 부르짖는 모습을 보이는 데도, 그냥 웃거나 미안해라는 말 한마디만 하는 소름 끼치는 연기는 정말 볼 만하다. 
 

출처:

  1. Cools, R., Roberts, A. C., & Robbins, T. W. (2008). Serotoninergic regulation of emotional and behavioural control processes. Trends in cognitive sciences, 12(1), 31-40.

  2. http://www.biotimes.co.kr/news/articleView.html?idxno=3684

  3. Bushnell, M. C., Čeko, M., & Low, L. A. (2013). Cognitive and emotional control of pain and its disruption in chronic pain. Nature Reviews Neuroscience, 14(7), 502-511.

  4. Rodríguez, A., Rey, B., Clemente, M., Wrzesien, M., & Alcañiz, M. (2015). Assessing brain activations associated with emotional regulation during virtual reality mood induction procedures. Expert Systems with Applications, 42(3), 1699-1709.

정보출처: BRIC 바이오통신원
<본 기사는 기관에서 작성된 보도자료 또는 개인에 의해 작성 되었습니다.>
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