어린 시절의 환경이 뇌 발달과 장기적인 정신건강에 미치는 방식

정신 건강 연구에서 생물의학 모델과 심리사회적 모델 간의 이분법적 구분이 일반적이다. 생물의학 모델은 신경생물학적, 내부 원인에 초점을 맞추고, 심리사회적 모델은 외부 요인과 사회적 상호작용에 중점을 둔다. 환경은 주로 뇌를 통해 인식되고 처리되므로, 생물의학적 및 심리사회적 메커니즘은 밀접하게 연결되어 있다. 

관련 논문소개

JCPP Advances의 호에서는 아동기의 환경 요인, 뇌 해부학의 변이, 정신 건강 문제 간의 관계를 조사한 두 개의 원본 연구 기사가 소개됐다. 첫 번째 논문(Backhausen et al., 2024)은 아동기의 부정적인 삶의 사건과 전두엽 발달, 젊은 성인의 우울 기분 간의 장기적 연관성을 조사했다.

두 번째 논문(Norbom et al., 2024)은 부모의 소득 수준과 교육 성취도와 관련된 아동의 해부학적 뇌 패턴을 식별하고, 이는 사회경제적 역경에 대한 회복력의 잠재적 지표가 될 수 있음을 보여준다. 이러한 연구는 아동기의 외부 위험 요인과 개인의 뇌 차이 간의 연관성을 찾는 최근 연구(Xu et al., 2023)를 보완하며, 아동기의 부정적인 경험이 정신 건강에 미치는 장기적인 영향을 이해하는 데 기여한다.

어린 시절 환경이 뇌 발달과 정신건강에 영향을 미친다.

어린 시절의 심각한 역경과 트라우마는 아동기와 성인기 우울증의 위험 요소로 알려져 있다. 하지만 일반적으로 경험하는 덜 심각한 부정적인 사건들이 평생 우울증의 위험 요소인지에 대한 연구가 부족하다. IMAGEN Consortium의 연구에서, 14세 이전의 부정적인 사건들이 젊은 성인의 우울 기분에 누적적으로 영향을 미친다는 결과가 나왔다. 이 연구는 부정적인 경험이 어떻게 오랜 시간 동안 영향을 미치는지를 이해하기 위해, 경험과 우울증의 연관성이 전두엽의 발달 변화에 의해 매개되는지를 조사했다.

전두엽은 외부 자극과 기억의 감정적 평가에 중요한 역할을 하며, 우울증의 원인 및 회복과 관련된 주요 네트워크를 형성하는데, 연구에서 14세에서 22세 사이에 전두엽 두께를 측정한 결과, 두께가 두꺼울수록 22세에서 더 우울한 기분과 연관되는 것을 발견했다.

어린 시절의 부정적인 경험과 청소년기의 전두엽 발달 모두 성인기의 우울 기분과 관련이 있었으나, 전두엽 발달 변화가 우울증과의 연관성을 매개하지는 않는다. 초기 환경이 개인에게 미치는 영향은 복잡하고 여러 지역과 조직에 분산되어 있을 수 있으며, 개인과 경험의 성격에 따라 이질적일 수 있다. 더 큰 샘플에서 다양한 신경영상 기법을 사용하는 전체 뇌 연구가 이 문제를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것이다.

사회경제적 어려움이 뇌 발달과 정신건강에 미치는 영향

Norbom et al. (2024)의 연구는 9-11세 아동 9758명의 부모 교육 수준과 소득이 일반 정신병리에 미치는 영향을 조사했다. 연구 결과, 사회경제적 역경이 아동의 정신 건강 문제와 유의미하게 연관되어 있음을 확인했다. 사회경제적 요인은 뇌 구조와 관련이 있으며, 다양한 요인이 복합적으로 뇌의 여러 영역에 미세한 변화를 초래할 가능성이 높다.

연구진은 독립 성분 분석(LICA)을 적용하여 뇌의 피질 두께, 표면적, 회색-백색 물질 대비의 조합에서 비특정 효과를 감지했다.

연구 결과

경제적으로 부유한 가정의 아동은 평균적으로 전두엽에서 더 큰 피질 표면적을 가졌고, 회색-백색 물질 대비와 관련된 추가적인 연관성을 발견했다. 전두엽 표면적이 크고 후두엽 표면적이 작은 패턴이 사회경제적 불리함과 정신 건강 문제의 연관성을 약화시켰다. 연구의 교훈은 뇌의 회복력 서명이 긍정적인 메시지이지만, 단면적 연구와 작은 효과 크기(Cohen's d < 0.15)로 인해 결과를 신중히 해석해야 한다. 이 연구는 환경적 역경이 뇌와 정신 건강에 미치는 미세하고 비특정적인 연관성을 구체화하는 데 중요하다.

두 연구 모두 초기 환경 요소와 전두엽 뇌 영역이 정신 건강 지표와 연관이 있음을 발견했다. - Backhausen et al. (2024)의 첫 번째 연구는 8년 이상의 청소년기를 아우르는 종단적 설계가 강점이지만 이 연구는 아동기의 부정적 경험이 나중에 우울증을 유발하는 메커니즘으로서 OFC 발달의 매개 역할에 대한 증거를 찾지 못했다. 이 연구는 가설 기반이었으며, 다른 잠재적인 매개 뇌 측정을 놓쳤을 가능성이 있다. - Norbom et al. (2024)의 데이터 기반 접근법은 환경적 역경이 뇌에 미치는 영향이 특정 지역이나 양식에 국한되지 않음을 나타낸ㄷ. 그러나 이 연구는 전향적 요소가 부족하여 인과 관계 추론이 추측에 맡겨진다. 향후 연구는 Backhausen et al. (2024)의 전향적 설계와 환경 민감한 뇌 패턴의 다중 모달 결합을 통해 환경이 뇌와 정신 건강에 미치는 장기적 동역학, 만성성 및 가능한 인과 관계를 더 잘 이해하는 데 적합할 것이다.

결론

환경 요인, 뇌 및 정신 건강 간의 인과 메커니즘을 확립하는 것은 큰 도전 과제이다. 대규모 인구 연구의 증가로 데이터 기반 연구가 활발해지고 있으며, 관련된 위험 및 회복력 요인의 네트워크가 확장되고 있다. 가족 내에서 클러스터링되는 위험 요인의 인과 추론은 복잡하다 (Cheesman et al., 2023; Plomin, 2022; Sprooten et al., 2022). 정신 건강, 뇌 구조 및 대부분의 환경 요인은 유전 가능성이 있으며, 정신병리학 및 환경 위험에 대한 공유 유전적 취약성이 가족 간의 공변량에 기여할 수 있다.

또한 관찰된 뇌-환경-정신 건강 상관관계를 설명할 수 있는 인과 경로는 다양하다.

• 유전된 뇌 취약성과 가족 특유의 위험 환경이 정신 건강 문제를 유발함. -
• 유전적 위험 요인의 유전이 환경 위험 요인, 관련된 뇌 패턴 및 정신 건강 상태를 경험할 가능성을 동시에 증가시킴. -
• 부모의 정신 건강 문제는 자녀에게 부정적인 환경을 초래하여 뇌 발달 및 이후 정신 건강 문제에 영향을 미침. 

두 개의 논문은 향후 연구 방향에 대한 중요한 지표이다. 어떤 수정 가능한 요인이 누구에게, 어떤 가족에서, 어떤 상황에서 관련이 있는지를 파악하기 위해 심리-사회-사회적 및 생물 의학적 관점을 통합할 필요가 있다. 환경 위험 요인이(부정적인 삶의 사건 및 사회경제적 역경) 발달 중인 뇌에 미치는 영향을 연구함으로써, 두 연구는 정신 질환을 이해하기 위한 뇌 연구가 고립된 노력이 아님을 인식하게 한다. 신경 생물학적 연구는 외부 위험 요인을 무시할 수 없으며, 이를 통해 뇌 발달, 정신 건강 및 환경 간의 새로운 연결 고리를 발견할 수 있다. 생물 의학적, 심리 사회적 및 사회 정치적 분야의 통합이 정신 건강에 긍정적인 영향을 미치기 위해 서로 필요하다.