우울증 '웃는 표정 감소'…뇌회로 및 후성유전체 연관성 확인

[한의신문] 한국한의학연구원(원장 고성규·이하 한의학연) 연구팀이 우울증 환자의 '웃는 표정 감소' 현상이 세로토닌 관련 뇌회로와 후성유전학적 변화와 연관될 수 있다는 연구 결과를 발표했다.

한의학연 정창진·김형준 박사 연구팀이 한국기초과학지원연구원 정재준·송영규 박사, 대전대 대전한방병원 정인철 교수와 공동으로 수행한 이번 연구의 결과는 국제학술지 ‘Scientific Reports(IF: 4.9)’ 2026년 6월 게재됐다.

얼굴은 감정과 건강 상태를 드러내는 중요한 신호로, 한의학에서는 오래 전부터 얼굴의 색과 표정 변화를 살펴보는 ‘망진(望診)’을 활용해 왔으며, 최근에는 AI 기술을 통해 얼굴표정의 미세한 변화까지 정량적으로 분석할 수 있게 됐다.

우울증 환자는 즐거운 일을 경험해도 기쁨을 충분히 느끼거나 표정으로 표현하지 못하는 경우가 있는데, 이러한 증상은 ‘무쾌감(anhedonia)’으로 불리며, 우울증의 주요 특징 중 하나로 알려져 있다.

우울증 환자에게서 웃는 표정이 줄어드는 현상은 오래 전부터 보고돼 왔지만, 이러한 표정 변화가 어떤 뇌 기능 변화와 관련되는지, 또 후성유전학적 변화와 어떻게 연결되는지는 충분히 밝혀지지 않아왔다.

이에 연구팀은 주요 우울장애 여성 환자 66명과 건강 대조군 46명을 대상으로 즐거움과 슬픔을 유발하는 영상을 보여주고, AI 기반 얼굴표정 분석 기술로 긍정적·부정적 표정을 측정했다. 

이어 기능적 자기공명영상(fMRI)과 세로토닌 수송체 유전자(SLC6A4)의 DNA 메틸화 분석을 통해 얼굴표정 변화와 관련된 뇌회로 및 후성유전학적 변화를 살폈다.

분석 결과 우울증 여성 환자의 긍정적 얼굴표정 점수는 건강 대조군보다 약 55% 낮았다.

뇌영상 분석 결과, 긍정적 얼굴표정은 세로토닌을 생성·분비하는 주요 뇌 부위인 배측 솔기핵(dorsal Raphe)을 중심으로 한 신경회로와 관련된 것으로 나타났으며, 특히 우울증 환자에서는 해당 신경회로의 기능적 연결성이 건강 대조군보다 증가한 것으로 확인됐다.

연구팀은 이러한 신경회로 변화와 관련된 생물학적 요인을 살펴보기 위해 세로토닌 수송체 유전자(Serotonin transporter gene, SLC6A4)의 DNA 메틸화 수준을 분석했다.

그 결과 우울증 환자에서 세로토닌 수송체 유전자 메틸화 수준이 건강 대조군보다 높게 나타났으며, 메틸화 수준이 높을수록 배측 솔기핵과 시상상부(epithalamus), 감정 표현과 관련된 중뇌수도 주위회색질(PAG) 사이의 기능적 연결성도 증가하는 것으로 확인됐다.

연구팀은 세로토닌 수송체 유전자의 메틸화(DNA methylation)가 DNA에 메틸기가 붙어 유전자 활성 정도를 조절하는 후성유전학적 기전으로, 일반적으로 메틸화 수준이 높아질수록 해당 유전자의 발현이 감소할 수 있다고 설명했다. 

또한 시상상부(epithalamus)는 감정과 동기 조절에 관여하는 하베눌라 등을 포함하는 뇌 영역이며, 중뇌수도주위회색질(PAG)은 감정 반응과 웃음·울음 등 정서 표현 조절에 관여하는 것으로 알려져 있다고 덧붙였다.

정창진 박사는 “이번 연구는 우울증 환자에게서 나타나는 긍정적 표정 감소 현상을 뇌 신경회로와 후성유전체 변화로 설명한 연구”라며 “향후 얼굴표정 기반 디지털 바이오 마커와 뇌영상 기술을 활용한 객관적 진단 및 맞춤형 치료 기술 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 한의학연 전략연구사업 ‘경혈기반 뇌신경계 조절 요소기술 및 뇌기전 기반 안면망진 기술 개발’과 한의학연 기본사업, 국가과학기술연구회 글로벌TOP 전략 연구단 사업의 지원을 받아 수행됐다.