Structural reductions of Auditory–Temporoparietal Association Cortex in Cannabis Users: Relevance to Neural Systems Implicated in Auditory Hallucinations

인간의 뇌는 예측의 명수입니다. 뇌는 우리가 다음에 무엇을 보고, 듣고, 느낄지를 끊임없이 예측하며 세상에 대한 모델을 구축합니다. 우리가 내면에서 스스로에게 말을 할 때, 뇌는 청각 시스템에 "이 소리를 만드는 주체는 나다"라는 신호를 보내며, 이를 통해 우리는 자신의 생각을 외부에서 들려오는 목소리가 아닌 자신의 것으로 인식할 수 있습니다. 자가 생성된 경험과 외부 현실을 구별하는 이 능력은 매우 섬세한 과정입니다. 이 시스템에 결함이 생기면, 외부 소스가 없는 목소리를 듣게 될 수 있는데, 이는 환청이라고 알려진 증상입니다. 이러한 경험은 조현병과 같은 정신병적 장애의 특징이지만, 진단된 질환이 없는 사람들에게도 나타날 수 있습니다. 과학자들은 대마초 사용이 정신병 발생 위험을 높인다는 사실을 오래전부터 알고 있었지만, 이 약물과 환청 사이를 연결하는 구체적인 생물학적 변화는 여전히 미스터리로 남아 있었습니다.

텍사스 대학교 리오그란데 밸리 연구진의 새로운 연구는 대마초를 사용하는 사람들의 뇌 물리적 구조를 조사함으로써 이 연결 고리를 더 자세히 살펴보았습니다. 연구팀은 청각, 언어 이해, 그리고 감각 정보 통합에 필수적인 뇌 영역의 특정 네트워크에 집중했습니다. 뇌의 측면에 위치한 이 영역들은 소리가 맥락 및 기억과 결합되는 처리 허브 역할을 합니다. 연구진은 만약 대마초 사용이 목소리를 듣는 위험에 기여한다면, 이 특정 영역의 조직 두께에 눈에 보이는 흔적을 남길 수 있다는 가설을 세웠습니다. 연구진은 대마초 사용자의 뇌 스캔을 비사용자와 비교함으로써, 이 약물이 이 중요한 신경 회로의 얇아짐과 관련이 있는지, 그리고 이러한 물리적 변화가 사람들이 보상에 대해 결정하는 방식과 어떻게 연결되는지 확인하고자 했습니다.

이를 조사하기 위해 연구진은 건강한 성인들의 뇌 스캔과 행동 테스트가 담긴 방대한 데이터베이스인 휴먼 커넥톰 프로젝트(Human Connectome Project)의 데이터를 분석했습니다. 연구진은 평생 최소 3회 이상 대마초를 사용한 개인 330명을 식별하고, 연령과 성별을 기준으로 이들과 완벽하게 일치하는 비사용자 330명을 매칭했습니다. 이러한 세심한 매칭은 발견된 차이가 연령이나 성별과 같은 다른 요인이 아니라 대마초 사용으로 인한 것임을 보장했습니다. 고해 resolution MRI 스캔을 사용하여, 연구팀은 청각 및 언어와 관련된 다섯 가지 핵심 영역인 상측두회(superior temporal gyrus), 헤셀의 회(Heschl's gyrus), 상측두구의 가장자리(banks of the superior temporal sulcus), 상수상회(supramarginal gyrus), 그리고 각회(angular gyrus)에서 피질(뇌의 바깥층)의 두께를 측정했습니다. 또한, 이들은 충동성, 구체적으로는 더 큰 보상을 나중에 받기 위해 기다릴 것인지 아니면 즉각적으로 작은 보상을 받을 것인지에 대한 선택을 측정하도록 설계된 과제를 수행하는 능력을 살펴보았습니다.

결과는 명확한 구조적 변화 패턴을 보여주었습니다. 대마초 사용자의 뇌는 조사된 거의 모든 청각 및 언어 관련 영역에서 유의미하게 얇은 조직을 보였습니다. 이러한 얇아짐은 양측 뇌의 상측두회, 각회, 그리고 상수상회에서 관찰되었습니다. 또한 소리를 처리하는 일차적 영역인 헤셀의 회의 측면(banks of the superior temporal sulcus)과 우측 헤셀의 회에서도 발견되었습니다. 이러한 차이는 일관되고 측정 가능했으며, 특히 상수상회와 상측두구의 측면에서 가장 두드러졌습니다. 중요한 점은, 이 얇아짐이 뇌 영역 전체의 크기가 아니라 조직 자체의 두께에 국한되었다는 것이며, 이는 영역 전체의 손실이라기보다 뇌 층의 미세 구조적 변화임을 시사합니다.

이러한 물리적 변화와 함께, 대마초 사용자들은 인내심이 부족한 행동 경향을 보였습니다. 더 큰 지연된 보상과 작은 즉각적 보상 사이의 선택 상황에서, 사용자들은 즉각적인 옵션을 선택할 가능성이 더 높았는데, 이는 더 가파른 지연 할인(delay discounting) 행동으로 알려져 있습니다. 이러한 차이는 거대한 통계적 격차라기보다는 하나의 추세였으나, 물리적 발견과 일치했습니다. 연구진은 또한 뇌의 구조와 이 행동 사이의 연결 고리를 발견했습니다. 사용자와 비사용자 모두에서, 우측 헤셀의 회가 더 두꺼울수록 더 큰 보상을 위해 기다리는 능력이 높았습니다. 이는 일차 청각 피질의 물리적 온전함이 뇌가 미래의 결과에 가치를 부여하는 방식에 역할을 할 수 있음을 시사하며, 소리를 처리하는 능력과 자기 통제력을 발휘하는 능력을 연결합니다.

연구는 이러한 변화가 시간이 지남에 따라 어떻게 진화하는지도 살펴보았습니다. 대마초 사용자 중에서는 고령자일수록 동일 연령대의 비사용자에 비해 우측 상수상회와 우측 상측두구 측면에서 더 빠른 얇아짐을 보였습니다. 이는 대마초 사용이 특정 뇌 영역에 미치는 영향이 연령과 함께 축적될 수 있으며, 잠재적으로 환청으로 이어지는 지각 오류에 뇌를 더 취약하게 만들 수 있음을 시사합니다. 연구진은 이 특정 집단에서 대마초를 처음 사용하기 시작한 연령이 이러한 구조적 변화와 유의미한 연관성을 보이지 않았다고 언급했는데, 이는 연구에 아주 어린 십 대 초반에 약물을 시작한 사람들이 충분히 포함되지 않았기 때문인 것으로 보입니다.

이러한 발견은 대마초 사용이 뇌의 예측 기제에 변화를 줄 수 있다는 아이디어를 뒷받로합니다. 얇아진 영역들은 내부에서 생성된 것과 외부에서 오는 것을 구별하는 데 필수적입니다. 만약 이 영역들의 조직이 얇아지면, 스스로 생성한 소리를 예측하고 억제하는 뇌의 능력이 손상될 수 있으며, 이는 잠재적으로 내면의 생각을 외부의 목소리로 잘못 귀속시키는 결과를 초래할 수 있습니다. 이러한 구조적 변화가 충동적인 의사결정과도 연결되어 있다는 사실은, 중독과 정신병 모두의 중심 기제인 '뇌가 서로 다른 신호에 중요성을 부여하는 방식'에 대한 광범위한 교란을 시사합니다.

연구진은 이 연구가 강력한 연관성의 증거를 제공하지만, 대마초가 얇아짐이나 환청 위험 증가를 직접적으로 유발한다는 것을 증명할 수는 없다는 점을 주의 깊게 명시했습니다. 자연적으로 청각 피질이 더 얇은 사람들이 대마초를 더 많이 사용할 가능성이 있거나, 다른 요인들이 작용할 수도 있습니다. 또한, 이 연구는 자가 보고된 사용량에 의존했으며 대마초의 농도나 최근 사용 여부를 고려하지 않았습니다. 그러나 대규모의 잘 매칭된 표본 전반에 걸친 결과의 일관성은 정신병 위험의 신경생물학에 대한 설득력 있는 통찰을 제공합니다. 이 연구는 정신 질환 진단을 받지 않은 사람들조차 대마초 사용이 뇌의 청각 및 언어 네트워크에 측정 가능한 변화를 일으킨다는 점을 시사하며, 이러한 변화는 임상적 정신병에서 보이는 것과 유사합니다. 이는 약물이 현실과 상상을 구분하는 뇌의 능력을 침식할 수 있는 잠재적인 생물학적 경로를 가리키며, 이 과정은 연령과 반복적인 사용에 의해 악화될 수 있습니다.