인간의 뇌는 정말 놀라운 기억력을 가지고 있습니다.
노래 가사부터 풍부한 경험, 세세한 얼굴에 이르기까지 생생한 기억을 어떻게 한 뇌에 저장할 수 있을까요?
과학자들은 오랫동안 개인의 기억이 뇌의 여러 영역에 ‘저장’된다고 의심해왔지만, 이제 MIT의 피카워 학습 및 기억 연구소 과학자들의 새로운 연구에서 반박할 수 없는 증거를 제시했습니다.
연구진은 널리 알려진 상황적 공포 조건화 테스트를 비롯한 여러 가지 방법을 사용해 뇌가 기억을 저장하는 방식을 탐구했습니다.
상황적 공포 조절을 통해 기억을 ‘지도화’하는 방법
MIT의 학습 및 기억 연구소 피카워 연구진은 포유류의 뇌가 이전에 기억에 관여하지 않는 것으로 여겨졌던 수십 개의 영역을 포함하여 여러 뇌 영역에 걸친 복잡한 네트워크에 걸쳐 하나의 기억을 저장한다는 오랜 가설에 대한 포괄적인 증거를 제시했습니다.
연구팀은 상황적 공포 조건화 테스트를 받은 생쥐의 247개 이상의 뇌 영역을 분석하여 이 가설을 입증했습니다.
이 일반적인 테스트 패러다임에서는 쥐를 집 케이지에서 꺼내 다른 케이지에 넣고 “작지만 기억에 남을 만한” 전기 충격을 가합니다.
그런 다음 연구자들은 불쾌한 ‘전율’ 기억이 뇌에 미치는 영향을 조사할 수 있습니다.
연구팀은 이 실험을 두 그룹의 쥐에 대한 일련의 평가의 기초로 사용했습니다.
과학자들은 한 그룹의 생쥐를 대상으로 기억 인코딩에 필요한 유전자를 발현할 때 뉴런이 형광색을 띠도록 조작했습니다.
그런 다음 과학자들은 다른 그룹의 쥐를 가져다가 쥐가 상황적 공포 조절 케이지로 돌아왔을 때와 같이 쥐가 자연적으로 자극을 회상할 때 활성화된 세포에만 형광 표지를 붙였습니다.
마지막으로 과학자들은 각 샘플의 형광 세포 수를 세었습니다.
이를 통해 연구팀은 형광 영역, 즉 기억 활동에 중요한 영역의 지도를 만들 수 있었습니다.
Engram 색인 사용
사이언스 다이렉트는 다음과 같이 설명합니다. 엔그램을 “뇌의 기억을 구성하는 물리적 과정과 변화를 표현하는 데 사용되는 가상의 구조”로 정의합니다.
간단히 말해, 엔그램은 과학자들이 뇌와 기억의 관계를 표현하기 위해 사용하는 도구입니다.
이 연구를 위해 MIT 연구진은 자체적인 ‘엔그램 지수’를 계산하여 각 뇌 영역이 기억 과정에 관여하는 정도에 따라 순위를 매겼습니다.
“이 실험은 알려진 해마와 편도체 영역에서 상당한 엔그램 재활성화를 밝혀냈을 뿐만 아니라 많은 시상, 피질, 중뇌 및 뇌간 구조에서도 재활성화를 보여주었습니다.”라고 저자들은 연구 초록에서 썼습니다.
“중요한 것은 엔그램 인덱스 분석으로 확인된 뇌 영역과 이렇게 재활성화된 영역을 비교했을 때, 분석 간에 약 60%의 영역이 일치하는 것을 관찰했습니다.”
이를 통해 연구진은 이전에 알려지지 않았던 기억과 밀접한 관련이 있는 뇌 영역의 네트워크를 우연히 발견했다는 사실을 깨달았습니다.
엥그램 탐색 그 이상
마지막으로 MIT 연구진은 연구 결과를 테스트하기 위해 몇 가지 평가를 거쳤습니다.
예를 들어, 연구팀은 여러 뇌 영역을 재활성화하면 기억 회상 능력이 향상되는지 테스트하기로 결정했습니다.
연구팀은 화학 물질을 사용하여 서로 다른 엔그램 영역을 자극한 후, 여러 영역을 동시에 자극하면 한두 개만 자극하는 것보다 더 많은 ‘정지 행동’이 나타난다는 사실을 발견했습니다.
이러한 동결 행동은 동물이 상황적 공포 조건화 테스트에서 받은 불쾌한 “쨉”을 더 잘 기억한다는 것을 나타냅니다.
이를 통해 복잡한 뇌 네트워크에 하나의 기억을 ‘저장’하면 장기적인 기억 유지와 회복력에 도움이 된다는 연구팀의 가설이 확인되었습니다.
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뇌에 내장된 ‘기억 네트워크’에 대한 이해의 폭이 넓어지면 연구자들은 다양한 다음 단계를 수행할 수 있습니다.
Medical XPress에서 설명한 것처럼, 기억 유지에 대한 이러한 이해는 치매를 비롯한 기억 장애를 유발하는 질환에 대한 임상 전략을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. Scantox는 1977년부터 최고 수준의 발견, 규제 독성학 및 CMC/분석 서비스를 제공하는 GLP/GCP 준수 임상시험수탁기관(CRO)인 Scantox의 계열사입니다.
Scantox는 중추신경계(CNS) 질환, 희귀 질환 및 정신 장애와 관련된 전임상 연구에 중점을 두고 있습니다.
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