수십 년간 '보조 세포'로 무시받던 성상세포, 사실은 공포 기억의 마스터 스위치였다

인간의 뇌에는 약 1,700억 개의 세포가 있다. 그 중 뉴런이 860억, 교세포가 840억으로 거의 1대 1 비율이다. 그런데 현대 신경과학은 지난 150년간 뉴런에만 집착해왔다. 교세포, 특히 성상세포(astrocyte)는 '별 모양의 접착제' 정도로 취급되었고, 뉴런에 영양분을 공급하고 노폐물을 치우는 허드렛일이나 하는 존재로 간주되었다. 누군가의 표현을 빌리자면, 성상세포가 뉴런 사이에 촘촘히 끼어 있는데 단순한 가사 도우미일 리가 없었다.

2026년 2월 Nature에 게재된 논문이 이 고정관념을 정면으로 뒤집었다. NIH 행동·유전체 신경과학 연구소의 Andrew Holmes와 애리조나대학교의 Lindsay Halladay가 이끈 연구팀은 마우스의 기저외측편도체(BLA) 성상세포에서 칼슘 신호를 실시간으로 관찰하는 데 성공했고, 이 세포들이 공포 상태를 동적으로 추적하며 공포 기억의 인출과 소거를 직접 지원한다는 것을 밝혀냈다. Halladay의 말을 빌리면, '처음으로 성상세포가 공포 신호를 인코딩하고 유지한다는 것을 발견했다.' 이것은 뉴런만이 기억의 주인이라는 150년간의 도그마에 균열을 낸 결정적 증거다.

이 발견은 고립된 것이 아니다. 2024년 Nature에 발표된 연구는 해마 내 성상세포 일부가 학습 시 c-Fos 유전자를 발현하며 '학습 관련 성상세포 앙상블(LAA)'을 형성한다는 것을 보여주었고, 2025년 Nature 논문은 이 성상세포 앙상블이 수일에 걸쳐 기억을 안정화하는 흔적으로 작용한다는 'Astroengram' 개념을 제시했다. 엔그램, 즉 기억의 물리적 흔적이 뉴런에만 존재하는 것이 아니라 성상세포에도 존재한다는 발견은 기억 과학의 근본적인 패러다임 전환을 의미한다.

이번 Nature 2026 논문에서 가장 주목할 점은 성상세포가 공포 기억의 형성, 회상, 소거라는 세 가지 단계 모두에 관여한다는 발견이다. 연구팀은 화학유전학(chemogenetics) 기법으로 성상세포의 활성을 인위적으로 조절했을 때, 성상세포 신호를 강화하면 공포 기억이 강화되고, 약화하면 공포 반응이 감소하는 양방향 효과를 관찰했다. 더 놀라운 것은 성상세포 활동을 교란하면 공포 처리와 관련된 뉴런의 정상적 활동 패턴 자체가 손상된다는 점이었다. 성상세포가 뉴런의 '보조'가 아니라 뉴런 활동의 '조건'이었던 셈이다.

이 메커니즘의 핵심은 BLA에서 내측전전두피질(mPFC)로 이어지는 신경 회로에 있다. 성상세포의 칼슘 신호가 이 회로를 통한 공포 기억의 신경 인코딩을 가능하게 한다는 것이 이번 연구의 결론이다. 편도체에서 시작된 공포 신호가 전전두피질로 전달되어 공포 기억으로 공고화되는 과정 전체에 성상세포가 관여하고 있었다. PMC에 게재된 최신 리뷰 논문은 이 발견을 더 넓은 맥락에서 정리하며, 성상세포가 편도체, 해마, 전전두피질을 아우르는 분산 신경 네트워크 전체에서 공포 기억의 획득, 공고화, 소거, 인출에 근본적 역할을 수행한다고 체계적으로 밝히고 있다.

이것이 왜 중요한가. 기존의 뉴런 중심 접근법이 PTSD 치료에서 한계에 부딪힌 이유를 이 발견이 설명해주기 때문이다. 뉴런만 타겟으로 삼았던 기존 약물들이 공포 기억의 '절반'만 다루고 있었을 가능성이 열린 것이다. 성상세포라는 새로운 치료 타겟이 등장한 것은 막다른 골목에 갇혀 있던 PTSD 약물 개발에 완전히 새로운 문을 여는 것과 같다.

이 발견이 순수한 학문적 성취에 그치지 않는 이유는 PTSD 치료의 현실이 그만큼 참담하기 때문이다. WHO에 따르면 전 세계 인구의 약 3.9%가 일생 중 PTSD를 경험하며, 약 3억 5,400만 명의 성인 전쟁 생존자가 PTSD 또는 주요 우울증을 안고 살아가고 있다. 폭력적 분쟁에 노출된 사람들의 PTSD 유병률은 15.3%로 일반 인구의 3배를 넘는다. 미국 참전군인만 놓고 보더라도 이라크-아프가니스탄 참전군인의 약 29%가 PTSD를 경험하며, VA(보훈부) 서비스를 이용하는 580만 참전군인 중 남성 14%, 여성 24%가 PTSD 진단을 받고 있다.

현재 PTSD의 1차 약물 치료제인 SSRI(선택적 세로토닌 재흡수 억제제)의 성적은 어떤가. 2022년 Cochrane 메타분석(8개 연구, 1,078명)에 따르면 SSRI 투여군의 58%가 증상 개선을 보인 반면, 위약군은 35%였다. 통계적으로 유의미한 효과가 있지만, 뒤집어 말하면 약 40%의 환자에게는 효과가 없다는 뜻이다. 기존의 기억 조작 시도도 성과가 신통치 않았다. 프로프라놀롤(propranolol)을 이용한 기억 재공고화 차단 임상은 전체적으로 유의미한 효과를 입증하지 못했다.

이런 상황에서 성상세포 타겟 약물이 주목받고 있다. KDS2010(Tisolagiline)은 가역적 선택적 MAO-B 억제제로, 성상세포의 MAO-B 매개 GABA 생성을 억제하여 뇌 기능을 개선한다. IC50이 7.6 nM이며, MAO-A 대비 12,500배의 선택성을 보여 기존 비가역적 억제제(selegiline, rasagiline)의 '치즈 효과' 같은 부작용을 극복했다. 현재 한국에서 알츠하이머병(경도인지장애 및 경도치매) 환자 114명을 대상으로 Phase 2 임상이 진행 중이며, Phase 1에서 건강한 성인 88명을 대상으로 안전성과 내약성이 확인되었다. PTSD 적응증으로의 확장은 아직 이루어지지 않았지만, 성상세포가 공포 기억의 핵심 조절자라는 이번 발견이 그 학문적 근거를 제공하고 있다.

성상세포를 통해 공포 기억을 조절할 수 있다는 발견은 매력적이지만, 그 이면에는 깊은 윤리적 심연이 놓여 있다. AMA Journal of Ethics에 실린 논문은 기억 조작이 학습 능력, 도덕적 행위, 사회적 해악, 프라이버시, 상업화, 이해충돌이라는 여섯 가지 차원의 윤리적 쟁점을 제기한다고 경고한다. 외상 기억이 개인의 내러티브 정체성(narrative identity)을 구성하는 핵심 요소이며, 기억을 삭제하는 행위가 그 사람의 정체성 자체를 훼손할 수 있다는 것이다.

이 문제를 구체적으로 생각해보자. 전쟁에서 끔찍한 경험을 한 군인이 그 기억 때문에 일상생활이 불가능할 정도의 PTSD에 시달리고 있다면, 그 공포 기억을 약화시키는 것은 분명히 인도적인 행위다. 그러나 그 기억이 전쟁의 참혹함을 증언하는 유일한 근거라면 어떤가. 성폭력 피해자의 외상 기억이 가해자를 처벌하는 핵심 증거라면, 기억 소거 치료를 받은 뒤 법정에서 그 증언의 신빙성은 어떻게 되는가. PMC에 게재된 또 다른 논문은 개인의 자율성과 사회적 이익 사이의 갈등을 더 첨예하게 파고든다. 아동 PTSD 환자에 대한 기억 조작의 장기적 결과가 불확실한 상황에서, 동의 능력이 제한된 아동에게 이 기술을 적용하는 것이 윤리적으로 정당화될 수 있는가.

가장 불편한 시나리오는 제약 산업의 상업적 동기와 관련된다. '외상'의 정의가 제약회사의 재정적 필요에 의해 확대될 수 있다는 경고는 과장이 아니다. 일상적 스트레스와 불편한 기억까지 '치료 가능한 외상'으로 재정의하면, 기억 조작 약물의 시장은 폭발적으로 커지겠지만, 인간 경험의 자연스러운 범위가 의료화(medicalization)되는 결과를 낳을 수 있다. 이것은 성상세포 연구 자체의 문제가 아니라, 과학적 발견이 사회에 적용되는 방식에 대한 근본적인 질문이다.

성상세포의 공포 기억 조절 능력이 군사·보안 영역에서 어떤 의미를 갖는지는 DARPA의 기존 투자만 봐도 감이 온다. DARPA의 SUBNETS(Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies) 프로그램은 5년간 7,000만 달러를 투입하여 무선 심부뇌자극기로 PTSD, 주요 우울증, 만성 통증을 치료하는 것을 목표로 하고 있다. RAM(Restoring Active Memory) 프로그램은 뇌 손상으로 인한 기억 손실 복구를 연구하며, N3(Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology) 프로그램은 비수술적 양방향 뇌-기계 인터페이스를 개발하는데, 그 대상이 'able-bodied warfighters', 즉 현역 군 작전요원이다. Battelle, 카네기멜론대, 존스홉킨스 APL, PARC, 라이스대, Teledyne 등 6개 기관이 참여하고 있다.

NIH BRAIN Initiative도 뇌과학 연구의 핵심 펀딩원이다. FY2025 예산은 3억 2,100만 달러이며, FY2026 예산안은 4억 2,900만 달러(21st Century Cures Act 1억 9,500만 달러 포함)로 제시되었다. 다만 FY2023의 6억 8,000만 달러에서 절반 이상이 삭감된 상태이며, Cures Act 자금이 FY2026에 종료될 예정이어서 향후 뇌과학 연구 펀딩의 지속 가능성에 물음표가 찍혀 있다.

여기서 불편한 질문이 나온다. 성상세포 경로를 통해 공포 반응 자체를 약화할 수 있다면, 군은 전투원의 공포를 제거하여 '더 효율적인 전사'를 만들려는 유혹에 빠지지 않을까. 반대로, 포로나 적대 세력에게 공포 기억을 강화하여 심리전에 활용할 가능성은 없을까. 이것은 SF적 상상이 아니라, DARPA가 이미 수억 달러를 투자하고 있는 현실이다. 과학의 발견이 군사적 목적으로 전용되는 역사는 핵물리학에서 이미 경험한 바이며, 뇌과학에서도 같은 패턴이 반복되지 않으리라는 보장은 없다.