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‘사랑이 넘치는 겨울.’ 날씨는 추워도 마음은 따뜻하게 하려는 생각 때문인지 겨울이면 유난히 다른 사람을 챙기는 행사가 많다. 크리스마스, 연말연시 이웃돕기에 이어 가족 사랑을 확인할 수 있는 설날, 연인에게 초콜릿으로 애정을 표현하는 밸런타인데이가 이어진다.

사랑을 하면 기분이 좋아진다. 가슴이 두근거리고 힘이 솟아난다. 바로 ‘도파민’이라는 물질 덕분이다. 도파민은 1910년 영국 웰컴연구소의 조지 바거와 제임스 이웬스가 발견했고, 1958년 스웨덴 국립심장연구소의 알비드 칼슨과 닐스-오케 힐랍이 신경전달물질이라는 것을 밝혀냈다. 칼슨은 이 공로로 2000년 노벨생리의학상을 수상했다.

도파민은 신경전달물질보다 ‘사랑 호르몬’으로 더 유명하다. 사람이 행복하다고 느낄 때 뇌에서 분비되는 물질이기 때문이다. 2010년에 미국 시러큐스대와 웨스트버지니아대 공동연구팀은 사랑에 빠진 사람들의 뇌를 기능성자기공명영상(fMRI)으로 촬영했다. 실험 결과 사랑에 빠진 사람의 뇌는 0.2초 만에 도파민, 옥시토신, 아드레날린처럼 기분을 좋게 하거나 흥분시키는 물질을 분비했다.

이 중 도파민이 유난히 ‘사랑 호르몬’으로 주목을 받는 것은 도파민을 만드는 신경세포가 긍정적인 자극에만 반응하기 때문이다. 크리스토퍼 피오릴로 KAIST 바이오 및 뇌공학과 교수는 원숭이를 이용해 보상받는 것, 보상받지 못하는 것, 처벌받는 것, 처벌받지 않는 것으로 나눈 뒤 도파민 수치를 관찰해 ‘보상받는 행위’에만 도파민 수치가 올라간다는 사실을 발견, 연구결과를 2013년 8월 과학전문학술지 ‘사이언스’에 게재했다.

도파민의 역할은 여기서 끝나지 않는다. 일본 쓰쿠바대와 교토대 공동연구팀은 지난해 8월 도파민 신경세포가 의욕뿐 아니라 기억도 담당한다는 연구를 신경과학분야 학술지인 ‘뉴런’에 발표했다. 이전에 학습했던 내용을 기억하고 행동하면 보상으로 주스를 주는 실험으로, 정답을 고를 때마다 중뇌에서 기억을 담당하는 부위의 도파민 신경세포가 활발하게 활동했다.

이와 함께 도파민이 부족할 때 우울증, 파킨슨병 등 각종 질병 증상이 발생한다는 연구도 있다. 특히 파킨슨병 등 도파민 부족으로 생기는 질병 대부분은 신체기능 저하, 의욕장애와 함께 기억력이 떨어지는 현상이 나타난다.

도파민이 부족해진다면 무슨 일이 생길까. 사람이 불행할 때 생기는 증상을 생각하면 간단(?)하다. 시작은 우울증이다. 즐거움을 느끼지 못하고 매사에 우울하게 되며, 무엇을 해도 잘 안된다는 생각에 무기력증까지 겹친다. 우울증으로 인해 생기는 추가 증상은 기억력 감퇴, 불면 등 일일이 나열하기에는 부족하다.

도파민이 뇌에서 신경전달물질로 기능한다는 것을 생각하면 질병의 범위는 더 커진다. 하지불안증후군은 체내 도파민이 제대로 만들어지지 않아 생기는 병으로 알려져 있다. 환자들은 다리를 떨고 싶거나, 이유없이 벌레가 기어다니는 것처럼 느껴진다고 불편을 호소한다.

불치병인 파킨슨 병은 도파민 신경세포가 부족해서 생긴다. 시간이 지날 때마다 도파민 신경세포가 조금씩 소실되면서, 뇌에서 제대로 신호를 주고받지 못하게 된다. 이 때문에 의지와 관계없이 신체를 제대로 제어하지 못하게 되며, 폐처럼 생명과 직결된 기관과 신호를 제대로 주고 받지 못하면 죽음에 이르게 된다.