한의학연구원, 우울증 환자 66명 얼굴 표정 연구서 '웃음 55% 적어'

뇌영상·유전자 분석으로 웃음감소에 단서 찾아

우울증 환자 (MDD)는 건강 대조군 (HC)에 비해 긍정적 감정을 유발하는 영상에 대한 긍정적 얼굴표정이 유의하게 감소하였다. 또한 긍정적 얼굴표정과 관련된 뇌 신경회로 분석 결과, 배측 솔기핵(dorsal raphe)을 중심으로 시상, 시상하부, 시상상부 및 중뇌수도주위회색질(PAG)이 포함된 신경 네트워크가 확인되었다.  (그래픽=한의학연 제공)

우울증 환자에게서 웃는 표정이 줄어드는 현상을 연구한 한국한의학연구원 연구팀이 '웃는 표정 감소' 현상에 세로토닌 관련 뇌회로와 후성유전학적 변화와 관련될 수 있음을 확인했다. 얼굴표정은 감정과 건강 상태를 드러내는 중요한 신호로, 우울증 환자의 긍정적 표정 감소를 뇌회로와 유전자 조절 변화까지 연계해 분석했다는 데 의미가 있다.

이번 연구는 한국한의학연 정창진·김형준 박사 연구팀이 한국기초과학지원연 정재준·송영규 박사, 대전대 대전 한방병원 정인철 교수와 공동으로 수행했다.

연구팀은 주요우울장애 여성 환자 66명과 건강 대조군 46명을 대상으로 즐거움과 슬픔을 유발하는 영상을 보여주고, AI 기반 얼굴표정 분석 기술로 긍정적·부정적 표정을 측정했다. 이어 기능적 자기공명영상(fMRI)과 세로토닌 수송체 유전자(SLC6A4)의 DNA 메틸화 분석을 통해 웃을 때와 그렇지 않을 때 뇌회로 및 후성유전학적 변화를 살폈다.

분석 결과, 우울증 여성 환자는 즐거운 감정을 유발하는 영상을 볼 때 건강 대조군보다 웃는 표정 등 긍정적 얼굴표정 점수가 약 55% 낮았다.

이때 뇌영상 분석 결과, 세로토닌을 생성·분비하는 주요 뇌 부위인 배측 솔기핵(dorsal Raphe)을 중심으로 한 신경회로에서 우울증 환자군과 건강 대조군에 차이를 보였다. 우울증 환자에서는 해당 신경회로의 기능적 연결성이 건강 대조군보다 증가한 것으로 나타났다.

연구팀은 더 나아가 혈액검사를 통해 세로토닌 수송체 유전자의 DNA 메틸화 수준을 분석했다.

그 결과 우울증 환자에서 세로토닌 수송체 유전자 메틸화 수준이 건강 대조군보다 높게 나타났으며, 메틸화 수준이 높을수록 배측 솔기핵과 시상상부(epithalamus), 감정 표현과 관련된 중뇌수도 주위회색질(PAG) 사이의 기능적 연결성도 증가하는 것으로 확인됐다.

이로써 우울증 환자에게서 나타나는 긍정적 얼굴 표정 감소 현상을 뇌 신경회로 수준에서 규명하고, 관련 유전자 조절 기전까지 제시함으로써 우울증의 신경생물학적 이해를 확장했다.

정창진 한의학연 박사는 "향후 얼굴표정 기반 디지털 바이오 마커와 뇌영상 기술을 활용한 객관적 진단 및 맞춤형 치료 기술 개발에 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.
임병안 기자