https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32123378/
2020년 3월 발표된 이 논문에 의하면, 자폐와 관련이 있을 것으로 알려진 유전자 SHANK3 생략을 가진 쥐들이 일반 쥐보다 작은 촉각 자극에 더 예민하게 반응한다. 이러한 과민 반응은 감각 반응을 억제하는 뉴런의 저활동성 때문인 것으로 보인다.
이 연구는 SHANK3 생략을 가진 쥐들의 감각 예민성을 먼저 확인했다. 자폐와 관련이 있는 것으로 알려진 다른 유전자 MECP2와 CABRB3 변이를 가진 쥐들도 등에 바람을 불면 과민하게 반응하는 것으로 나타났다.
자폐인들의 90%가 청각과 촉각에 매우 과민한 감각 문제를 가진 것으로 보고되고 있다. 이 연구를 주도한 MIT 신경과학과 교수인 Guoping Feng 교수는 이러한 감각적 문제는 자폐인들이 세상을 이해하는 데 어려움을 유발한다고 말한다.
자폐인들이 귀를 막고, 구석으로 숨어 조용한 곳을 찾는 이유는 감각적 과부하 때문입니다.
Feng 교수와 연구진들은 SHANK3 유전자가 없는 쥐를 만들었다. 그리고 쥐의 수염을 자극했을 때 혀를 핥는 행동을 하도록 훈련시켰다. 쥐에게 수염은 주변 환경의 감각정보를 취득하는 중요한 수단이다.
SHANK3 유전자가 없는 쥐들은 대조군보다 수염에 주어지는 작은 촉각 자극을 더 잘 감지했다. Feng 교수는 SHANK3가 없는 쥐의 감각 체계가 대조군보다 더 예민한 것이라고 말했다.
연구진들은 수염으로부터 전달된 감각 정보를 받아들여 처리하는 체감각피질somatosensory cortex활동을 측정했다. 확인 결과 SHANK3가 없는 쥐들의 흥분성 신경excitatory neurons이 과도한 활동성을 가지고 있었다. Feng 교수와 연구진들에게 이 결과는 매우 놀랍게 여겨졌다. SHANK3 유전자가 없는 경우 이 신경들이 덜 활동적일 거라고 예상했기 때문이다.
게다가 다른 신경의 활동을 조절하는 억제 중개신경inhibitory interneurons은 보통 쥐들에 비해서 덜 활동적인 것으로 확인되었다. 그래서 연구진들은 체감각피질 내 억제 중개신경에서만 SHANK3가 생략된 쥐를 만들었다. 이러한 쥐들의 경우, 흥분성 신경 내에 평균적 SHANK3 유전자가 유지되었고, 보통 쥐들보다 좀 더 감각자극에 예민하게 반응했다.
대조적으로 흥분성 신경에서만 SHANK3가 생략된 쥐들은 신경 반응이 더 적었고, 통제 군보다 수염에 주어진 촉각 자극에 덜 예민하게 반응했다.
Feng 교수는 억제를 감소시킨 것이 SHANK3가 없는 쥐들의 과도한 예민함의 원인이라고 해석했다. 그렇기 때문에 자폐인들에게 이를 적용하면 억제 중개신경을 정상적 상태로 수정하는 것이 감각적 문제를 해결하는 열쇠가 될 수도 있다고 Feng 교수는 말했다.