사람들은 공포 영화를 볼 때 눈을 가리기도 합니다. 때로는 거미를 발견하면 몸을 돌려 달아납니다. 무서운 물체를 보고 피하는 행동은 인간과 동물에게서 흔히 찾아볼 수 있습니다. 그런데 무엇이 우리 시선을 돌리게 할까요?

두려운 대상을 볼 때 느끼는 공포는 우리 마음속에서 생겨납니다. 회피하려는 마음도 마찬가지입니다. 도쿄대학 연구진은 뇌 시각영역에 있는 특정 부위가 공포 대상을 회피하게 만든다고 추측합니다. 초파리가 뇌에서 시각부위 뇌세포 조직이 움직임을 제어하는 사실을 발견했습니다. 타키키닌이라는 화학물질을 통해서 위험 대상을 피하게 만든다는 것입니다. 연구진은 궁극적으로 공포가 어떻게 시야를 제어하는지 알고 싶어 합니다.

마사토 츠지 도쿄대학교 연구원은 "초파리 뇌에서 두려움이 시각적 혐오감을 조절하는 신경 구조를 발견했다"며 "뉴런 세포 20~30개로 구성된 신경 조직이 공포 상황에서 시력을 조절하는 것으로 나타났다"고 설명했습니다. 두려움은 초파리뿐만 아니라 다른 동물에서도 시력에 영향을 미칩니다. 인간도 마찬가지입니다.

연구진은 공기 펌프를 사용해 초파리에 물리적 위협을 가했습니다. 초파리는 위험에 맞닥뜨리자 보행 속도가 빨라졌습니다. 또한 공기 압박이 없는 경로로 이동했습니다. 초파리가 공기 압력을 불쾌한 것으로 인식하고 피하려고 노력한다는 의미입니다. 다음 실험에서 연구진은 거미 크기 검은색 물체를 파리 오른쪽 또는 왼쪽에 60도 위치에서 배치했습니다. 물체가 단독으로 존재할 때 초파리는 반응하지 않았습니다. 하지만 공기 펌프 실험에서 자리할 때 파리는 물체를 쳐다보지 않고 자신의 뒤에 있도록 이동했습니다.

다음 단계에서 연구진은 돌연변이 초파리를 도입했습니다. 시각적 혐오 관련 뇌세포에 변형을 가한 개체였습니다. 시각 및 운동 기능은 건강했고 실험에 투입하자 공기 압박에서 도망쳤습니다. 하지만 검은색 물체가 보이지 않도록 피하지 않았습니다.

츠지는 "화학물질 타키키닌 관련 뇌세포 조직이 시각적 혐오를 활성화하는 데 필요하다고 보여진다. 초파리 신경 활동을 관찰했을 때 파도처럼 활동이 오르락내리락하는 진동이 나타나 놀랐다. 뇌세포는 보통 활동 수준이 높아지는 방식으로 작동하며 특히 초파리에서 진동 유형은 드물다. 최근까지 미세하고 빠른 신호를 감지하는 기술이 존재하지 않았기 때문이다"고 설명했습니다.

연구진은 초파리에 유전적으로 설계된 칼슘 지표를 새겨넣었습니다. 초파리 뇌세포가 활동하면 빛이 나도록 만든 것입니다. 최신 관측 장비로 과거에는 측정할 수 없었던 파도 같은 빛을 보았습니다.

하지만 아직 공포 시각 관련 뇌세포 조직이 다른 뇌 부위와 어떤 식으로 상호작용해 행동을 조절하는지 알려지지 않았습니다.

츠지는 "우리의 다음 목표는 시각 정보가 뇌 내에서 어떻게 전달되는지 밝혀내어, 궁극적으로 공포가 시각을 어떻게 제어하는지 완전한 지도를 그리는 것입니다"며 "언젠가 우리 발견이 불안 장애나 공포증처럼 과장된 두려움에서 비롯된 정신 질환 치료에 도움 되는 단서를 제공할 수 있을 것입니다"고 밝혔습니다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Laura Baisas 기자 & 육지훈 기자