게임이용장애 또는 게임중독과 관련된 뇌 생리학적인 근거에 대한 연구는 여전히 진행 중이며, 몇 가지 초기적인 발견들이 있지만 정확한 원인-결과 관계는 여전히 명확하게 이해되지 않고 있습니다. 아래는 일부 연구 결과를 기반으로 한 게임이용장애의 뇌 생리학적 근거에 대한 간단한 설명입니다.
뇌 보상시스템 활성화
게임에서 얻는 보상은 뇌의 특정 부위를 활성화시킵니다. 특히 중요한 두뇌 구조 중 하나는 “중뇌 신경층”이며, 이곳에서 도파민이라는 신호물질이 방출됩니다. 도파민은 기쁨과 보상과 관련된데, 게임에서 얻는 성취감, 승리, 레벨 업 등은 도파민의 방출을 촉진할 수 있습니다.
뇌의 신경전달물질 수준: 일부 연구에서는 중독이나 게임이용장애와 관련된 뇌의 신경전달물질 수준의 변화를 발견하고 있습니다. 특히 도파민, 세로토닌, 글루타메이트 등의 신경전달물질이 어떻게 조절되는지에 대한 연구가 진행되고 있습니다.
인터넷중독자의 뇌 변화
몇몇 연구들은 게임이용장애나 게임중독과 관련된 뇌 구조와 기능의 변화를 보고 있습니다. 특히 전두엽의 일부 부분과 연결된 뇌 구조에서 변경된 활동이 나타나고 있습니다. 이는 의사결정, 자제력, 인지적 통제 등과 관련이 있는 부분으로, 중독이나 장애의 일부 측면에 영향을 미칠 수 있습니다.
의존성과 관련된 뇌 구조의 변화: 일부 연구는 게임중독이 다른 중독과 유사한 뇌 구조의 변화를 유발할 수 있다고 제안하고 있습니다. 이는 뇌의 벨러미필린 시스템과 관련이 있으며, 이 시스템은 중독에 관여하는 중요한 부분 중 하나입니다.
신경생리적 특성 연구결과
- 뇌의 구조적 특징
국내․외에서 인터넷중독자의 뇌가 코카인 등 약물중독자의 뇌 구조와 비슷하다는 연구결과가 보고되었다. 인터넷 게임 과다사용자 11명 측정결과 뇌 형태*가 마약 중독자와 비슷하다는 것이다(분당서울대병원 김상은 교수팀, 2009). 대뇌의 오른쪽 전두엽(안와전두피질)과 왼쪽 미상핵, 오른쪽 도회에서 정상인에 비해 높은 활동성을 보였다. 이 영역은 마약인 코카인 중독자에게도 높게 나타나는 영역이다. 중국에서도 인터넷중독자 17명의 뇌를 MRI로 촬영한 결과, 약물중독자의 뇌 구조와 비슷하다는 사실을 발견하였다(중국 상하이정신건강센터 레이하오 박사, 2012). 하루 10시간 이상 인터넷을 하는 대학생 18명과 2시간 미만 인터넷을 하는 대학생 18명의 뇌를 MRI로 찍은 결과, 사고·인지를 담당하는 전전두엽의 크기가 줄어들어 있었다.
- 뇌의 기능적 특징
인터넷에 중독된 청소년들은 뇌 기능에서도 크게 떨어지거나 비정상적인 특징이 있다.
인터넷중독 진단 청소년 및 일반청소년 각 15명 대상, 다양한 보상 자극에 대한 실험연구 결과, 인터넷 중독 청소년들은 모든 보상자극에 대해서 뇌의 거의 모든 영역이 반응을 보이지 않았다(충북대 김지은 연구팀, ’14.6월).
Kühn 등(2015)은 과도한 인터넷 사용자들이 전두엽-선조체 연결망(fronto-striatal network)에서 변화가 있는지를 확인하는 연구를 진행하였다. 인터넷 중독 테스트(Internet Addiction Test, IAT) 평균값의 구조적 변화와 연관된 기능적 연결망을 보기 위해 휴지 상태의 기능적 연결성 분석(functional connectivity analysis)과 과도한 인터넷 사용 및 회백질(grey matter, GM)과의 관계를 계산하였다. 그 결과, IAT 점수와 우전두주 회백질(right frontal pole GM) 수준 간에는 부적 상관관계가 있었고, 이 구조적인 감소는 좌측 복측 선조체(left ventral striatum)와의 증가된 휴지상태 연결성을 동반하여 나타났다. IAT 점수는 양측 복측 선초제(bilateral ventral striatum)의 ALFF와 정적으로 상관을 보였다. 결론적으로 과도한 인터넷 사용은 중독 행위와 관련된 신경회로에 의해 나타나는 것일 수 있다. 그 이유는 전두엽-선조체 회로의 변화가 물질 중독에서 보고된 변화와 비슷한 모습을 보이기 때문이다. 선조체의 과도한 활성화는 전두주(frontal pole)의 영향으로 하향식 통제가 감소된 결과일 수 있으나, 관찰된 전두주의 부피 감소와 복측 선조체의 과도한 활성화는 과도한 인터넷 사용의 결과이기 보다는 하나의 선행조건일 수 있다. 낮은 수준의 전두주 부피는 통제력의 부족으로 인해 인터넷의 보상에 더 취약하게 하고, 기쁨을 더 느낌으로써 결과적으로 높은 IAT 점수가 나왔을 수 있다. Kühn 등(2015)은 이 결과를 명확히 하기 위해서는 인터넷 사용의 효과를 종단적으로 연구가 필요하다고 제안하였다.
Dong 등(2012)은 ‘인터넷 중독 장애(Internet addiction disorder, IAD)’가 전 세계적으로 중요한 정신 건강 문제로 떠오르고 있는 상황에서, 인터넷 중독의 신경생물학적 기반의 증거를 찾기 위한 연구를 수행하였다. IAD를 겪고 있는 남성 12명과 그렇지 않은 남성 12명을 대상으로, 사건-관련 fMRI stroop task를 시행함으로써 반응 억제와의 상관을 측정하였다. 그 결과, IAD 집단은 통제집단에 비해 전측 대상회(anterior cingulate cortex, ACC) 및 후측 대상회(posterior cingulate cortex, PCC)에서 ‘Stroop 효과’(불일치되는 상황에서 반응시간이 더 길게 나타나는 것) 관련 활성화가 유의미하게 크게 나타났다. 이 연구의 결과는 IAD 집단에서 반응-억제 과정의 효율성이 감소한다는 것을 암시한다. 전측대상회는 Stroop task에서 인지적 통제의 충돌이 일어날 때 보통 활성화되는 곳으로, IAD 집단에서 이 영역이 통제집단보다 더 크게 활성화되었다는 것은 IAD 집단이 통제집단보다 ‘인지적 효율성’이 더 낮다는 것을 반영하는 것일 수 있다. 후측대상회(PCC)는 내정상태회로(Default Mode Network, DMN)(쉬고 있을 때, 즉 뇌가 활동하지 않을 때 작동하는 일련의 뇌 부위)의 중심 요소로서 주의 처리과정을 암시한다. IAD 집단에서 배측 PCC의 더 큰 활성화는 과제 관련하여 주의를 최적화시키는데 실패한 결과라고 볼 수 있다.
게임 과다사용자 뇌에서 보상허브(reward hub)를 관여하는 배측 선조체(ventral striatum)가 과다 발달돼 있었다(Kuehn et al., 2011). 배측 선조체는 보상허브(reward hub)로 맛있는 음식, 돈, 성적 쾌락, 성취감 등을 경험할 때 활성화되는 영역이다. 섹스 중독 환자에서도 배측 선조체가 활발한 반응을 보였다. 섹스 중독 환자는 뇌의 배측선조체와 배측전대상피질, 편도체가 특히 활발한 반응을 보였다. 배측선조체는 보상과 동기부여를 관장하는 곳이며, 배측전대상피질은 무언가를 갈망하도록 만드는 데 관여하는 부위다. 편도체는 정서적인 평가나 감정을 관장하는 부위다. 연구진은 성관계에 대한 갈망이 커질수록 세 부위의 연결 네트워크 역시 더 강화된다는 사실도 확인했다. 반면 섹스 중독 환자들에게 스포츠 영상을 보여주자 이런 반응은 나타나지 않았다.
Ko 등(2014)은 인터넷 게임 중독(IGA), IGA 관해(remission) 집단, 통제 집단 간 온라인 게임을 하고자하는 단서-유발(cue-induced) 갈망과 뇌의 상관 연구를 실시하였다. 피험자는 IGA 15명, IGA 관해 집단 15명, 통제집단 15명이었다. fMRI 기계 안에서 게임 스크린샷(60장)과 중립 이미지(60개의 스크린 샷을 모자이크 처리하여 알아보지 못하도록)를 보여주어, 갈망에 대한 반응이 나타나는지를 fMRIs로 평가하였다. 그 결과 IGA 집단에서 게임 단서에 대하여 배외측 전전두피질(dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC), 설전부(precuneus), 좌측 해마곁이랑(left parahippocampus), 후측 대상(posterior cingulate), 우측 전대상(right anterior cingulate)이 활성화되었다. 활성화 정도는 IGA 집단, IGA 관해 집단, 통제 집단 순으로 강했다. 또한 IGA 집단은 IGA 관해 집단에 비해 우측 배외측 전전두피질(right DLPFC)와 좌측 해마곁이랑(left parahippocampus)에서 강한 활성화를 보였다. 흥미영역 또한 단서 노출 조건에서 주관적인 게임 충동(subjective gaming urge)과 정적 상관을 보였다. 이 활성화된 영역들은 Volkow 등(2010)이 제안했던 물질 사용 장애의 기제에 상응하는 뇌의 회로(brain circuit)를 보여준다. Ko 등은 우측 배외측전전두피질과 좌측 해마곁이랑은 현재 온라인 게임 중독자의 표지(marker)가 될 수도 있으며 이에 대해 추후 연구 필요하다고 보고하였다.