Effect of antagonizing D1-like and D2-like receptors in the Nucleus Accumbens shell on the expression of sexually motivated behaviors in female rats

동물 행동의 세계에서 과학자들은 번식 욕구가 단순히 반사 작용이 아니라, 동물이 짝을 찾고, 장애물을 극복하며, 복잡한 사회적 의례에 참여하도록 몰아붙이는 강력한 동기 부여라는 점을 오랫동안 이해해 왔습니다. 이 욕구는 뇌 속의 화학적 전령인 도파민에 크게 의존하는데, 이는 마치 욕망이라는 엔진의 연료처럼 작용합니다. 연구자들이 수십 년 동안 수컷 동물의 이 화학적 체계가 어떻게 작동하는지 지도를 그려왔지만, 암컷의 경우 그 모습은 여전히 모호한 상태로 남아 있었습니다. 우리는 도파민이 동물이 무엇을 위해 노력할 가치가 있는지를 결정하는 데 도움을 준다는 점은 알고 있었지만, 이 동일한 체계가 암컷의 능동적이고 열정적인 성적 행동을 켜는 구체적인 스위치인지, 아니면 단지 행위를 수행하기 위한 신체적 능력을 뒷받 수단일 뿐인지에 대해서는 불분명했습니다.

우루과이 공화국 대학교의 연구팀은 암컷 쥐의 뇌 깊숙한 곳에 위치한 핵구(nucleus accumbens) 쉘(shell)이라고 알려진 작고 특정한 영역을 직접 조사함으로써 이 혼란을 해결하고자 했습니다. 이 영역을 보상에 필요한 노력과 보상의 가치를 뇌가 저울질하는 처리 허브라고 생각하십시오. 과학자들은 이 특정 허브의 도파민 수용체를 차단하면 암컷 쥐가 수컷에게 다가가려는 욕구를 잃게 될 것인지, 아니면 단순히 수컷에게 접근할 물리적 협응력을 잃게 될 것인지를 알고 싶었습니다. 이를 알아내기 위해, 연구진은 인공적인 호르몬 처치 없이도 자연스럽게 번식 주기를 거치고 있는 암컷 쥐들을 대상으로 실험을 진행하여, 동물들이 높은 성적 관심을 보이는 상태를 유지하도록 했습니다.

연구진은 이 쥐들의 뇌에 아주 작은 튜브를 삽입하는 섬세한 절차를 수행했습니다. 동물들이 회복하고 성적 주기의 정점에 도달했을 때, 과학자들은 해당 특정 뇌 영역에 소량의 약물을 직접 주입했습니다. 그들은 D1 유형의 도파민 수용체를 차단하는 약물과 D2 유형을 차단하는 두 가지 다른 종류의 약물을 사용했습니다. 연구진은 쥐의 행동이 어떻게 변하는지 보기 위해 매우 적은 양부터 많은 양까지 다양한 용량을 테스트했습니다. 그 후 쥐들을 선택지가 있는 테스트 경기장에 배치했습니다. 한쪽에는 수컷 쥐가, 다른 한쪽에는 암컷 쥐가 있었습니다. 이 테스트는 쥐가 어느 쪽을 선택했는지뿐만 아니라, 수컷에게 도달하기 위해 얼마나 열심히 노력했는지도 측정했습니다. 여기에는 수컷의 냄새를 맡는 데 소비한 시간, 수컷에게 더 가까이 가기 위해 장벽을 긁거나 깨무는 시도를 얼마나 자주 했는지, 그리고 호핑(hopping)이나 다팅(darting, 빠르게 움직임)과 같은 구체적인 관심 신호를 얼마나 활발하게 수행했는지가 포함되었습니다.

결과는 두 종류의 수용체 사이에 명확하고 놀라운 차이가 있음을 보여주었습니다. 과학자들이 D1 수용체를 차단했을 때, 쥐의 행동은 동기 부여의 상실을 직접적으로 가리키는 방향으로 변화했습니다. 이 암컷들은 여전히 암컷보다 수컷을 선호하는 모습을 보였습니다. 즉, 여전히 수컷의 쪽을 더 선호했습니다. 하지만 그녀들은 수컷에게 다가가려는 시도를 멈추었습니다. 그녀들은 수컷에게 접근하기 위해 장벽을 긁거나 깨무는 시도를 훨씬 적게 했으며, 호핑이나 다팅처럼 짝짓기를 유도하는 능동적이고 자발적인 신호를 수행하는 횟수도 현저히 줄어들었습니다. 결정적으로, 이는 쥐들이 여전히 경기장 안에서 움직일 수 있는 상태였음에도 불구하고 나타난 현상이었기에, 약물이 단순히 쥐를 마비시키거나 움직이기에 너무 지치게 만든 것이 아님을 시사했습니다. 대신, 보상을 얻기 위한 '노력'을 이끌어내는 특정한 화학적 신호가 낮아진 것이었습니다.

반대로, D2 수용체를 차단했을 때는 동기 부여에 동일한 효과가 나타나지 않았습니다. D2 수용체를 차단하는 약물을 투여받은 쥐들은 처치받지 않은 쥐들과 마찬가지로 수컷에게 접근하려고 계속 시도했으며, 적극적인 관심 신호를 계속 수행했습니다. 그들은 짝을 찾으려는 의지를 잃지 않았습니다. 이 발견은 암컷 쥐에게 있어 D1 수용체가 능동적이고 노력하는 측면의 성적 동기를 유발하는 주요 동력인 반면, D2 수용체는 이 특정 맥락에서 훨씬 작은 역할 혹은 다른 역할을 수행한다는 것을 시사합니다.

연구는 실제 짝짓기 행위 자체도 살펴보았습니다. 쥐들이 별도의 방에서 수컷과 상호작용할 수 있게 되었을 때, 연구진은 두 종류의 수용체를 차단하는 것이 암컷이 수컷의 구애를 받아들이는 것을 막지 못한다는 것을 관찰했습니다. 수용성을 나타내는 신체적 자세인 로도시스(lordosis)는 온전하게 유지되었으며, 쥐들은 이전만큼 기꺼이 짝짓기를 했습니다. 이는 뇌의 이 부분에 있는 도파민 체계가 짝짓기를 하는 물리적 능력이나 파트너를 받아들이는 기본적인 반사 작용을 담당하는 것이 아님을 확인해 줍니다. 이 체계의 역할은 구체적으로, 먼저 가서 파트너를 찾아내고자 하는 욕구를 생성하는 것입니다.

이번 실험에서 흥หนึ่ง 가지 흥미로운 부수적 결과는, D1 수용체를 차단하는 약물의 최고 용량이 쥐의 전반적인 움직임을 감소시켰다는 점인데, 이는 해당 약물에서 흔히 나타나는 부작용입니다. 그러나 연구진은 쥐들이 정상적으로 움직이는 낮은 용량에서도 수컷에게 접근하려는 특정한 욕구와 능동적인 관심 신호가 이미 감소했다는 것을 발견했습니다. 이를 통해 연구진은 이러한 동기 부여의 상실이 단순히 몸이 느려진 결과가 아니라, 뇌의 보상 회로에 미친 약물의 직접적인 효과 때문임을 확신할 수 있었습니다.

궁극적으로, 이 연구는 암컷의 성적 동기가 뇌에서 어떻게 작동하는지에 대한 더 명확한 지도를 제공합니다. 이는 암컷 쥐의 경우, 짝을 능동적으로 찾으려는 추진력이 핵구 쉘 내의 D1 수용체를 포함하는 특정 경로에 의해 조절된다는 것을 시사합니다. 이 시스템은 짝짓기라는 물리적 행위나 단순한 개체 간의 선호도를 제어하는 메커니즘과는 구별됩니다. 이 특정한 화학적 스위치를 분리해 냄으로써, 본 연구는 왜 동물이 여전히 짝을 선호하고 짝짓기를 할 물리적 능력도 갖추고 있음에도 불구하고, 그를 찾기 위한 노력을 기울이려는 내부적인 추진력이 결여될 수 있는지를 설명하는 데 도움을 줍니다. 이는 동기 부여가 단일하고 획일적인 감정이 아니라, 뇌의 특정 부분에 의해 켜지거나 꺼질 수 있는 복잡한 과정임을 강조합니다.