쥐와 햄스터 등 설치류는 기다랗고 뾰족한 앞니가 특징이다. 설치류는 앞니가 일생 동안 자라기 때문에 앞니를 갈아 줘야 적당한 길이로 유지할 수 있다. 그러나 설치류의 뇌 속에서 무슨 일이 벌어지기에, 설치류가 ‘본능적으로’ 앞니를 가는지는 밝혀지지 않았다. 3월 10일 보 듀안 미국 미시간대 분자·세포·발달생물학과 교수가 이끈 공동연구팀은 설치류가 앞니를 갈 때 쾌감을 느낀다는 연구 결과를 국제학술지 ‘뉴런’에 발표했다. doi: 10.1016/j.neuron.2026.01.021
연구팀은 실험실에서 키우던 쥐 일부가 똑같은 먹이를 먹고도 유난히 앞니가 긴 점에 주목해 이번 연구를 시작했다. 연구팀은 해당 쥐가 다른 쥐보다 이빨을 ‘덜’ 간 이유를 찾기 위해 신경 세포에 독소를 주입했다. 독소로 여러 신경 세포를 사멸시켜서 기능을 차단해 보고, 각각의 경우에 쥐 이빨이 얼마나 자랐는지 확인했다.
그 결과 쥐는 척수삼차신경핵에 있는 ‘SST+’라는 신경 세포가 사멸했을 때, 이빨이 평소보다 길게 자라났고 이빨이 어긋나는 부정교합도 생겼다. 척수삼차신경핵은 주로 얼굴과 머리 주변에서 오는 촉각 정보를 처리하며, 호흡과 심장 박동을 조절하는 뇌간에 있다.
연구팀은 형광 단백질을 쥐 뇌에 주입해 SST+ 신경 세포가 언제 활성화되는지 확인했다. 신경 세포가 활성화되면 칼슘 이온이 세포 밖에서 안쪽으로 들어오는데, 신경 세포 속에 있던 형광 단백질이 이 칼슘 이온을 감지해 빛을 방출하는 원리를 이용해서 확인한 것이다. 그러자 쥐가 앞니로 물건을 긁을 때만 형광 단백질이 빛을 방출했다.
SST+가 활성화되자, 뇌에선 도파민이 분비됐다. 도파민은 뇌가 쾌락을 느끼게 하는 신경전달물질이다. 뇌 자극에 따라 도파민이 분비되면, 뇌는 쾌락을 느끼는 해당 자극을 보상으로 여기고 다시 반복할 동기를 얻는다. 연구팀은 도파민의 자극을 받는 뇌 부위인 측좌핵에, 도파민을 감지해 빛을 내는 또 다른 형광 단백질을 주입했다. 그랬더니 쥐가 앞니를 갉을 때 도파민 분비량이 늘어났다. 연구팀은 쥐가 앞니를 갉는 순간에 SST+가 자극을 받아 뇌에서 도파민이 분비되고, 뇌가 이 긍정적 보상을 받기 때문에 쥐는 갉는 행동을 반복한다고 결론 내렸다.
연구팀은 “이번 연구 결과는 설치류를 넘어 다른 종의 구강 행동을 이해하는 데도 도움이 될 것”이라고 보도자료에서 밝혔다. 사람이 풍선껌을 씹는 행위, 개가 뼈를 씹는 행위가 구강 행동의 대표적인 예다. 또 연구팀은 스트레스나 불안 수치가 높고 우울증 등 정신질환을 겪는 사람이 턱과 치아 부정 교합이 많거나 이갈이 행동을 자주 보인다는 점에 주목해 “치아와 뇌를 연결하는 도파민 회로의 교란으로 이러한 구강 장애가 일어났을 가능성이 없는지 추후 연구를 통해 확인해 볼 계획”이라고 전했다.
