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이웃집과학자

'기억' 저장하는 뇌 부위

By 이웃집과학자

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2018년 서울대학교 강봉균 교수 연구팀이 시냅스를 종류별로 구분하는 기술을 개발해, 뇌에서 기억이 저장되는 ‘기억저장 시냅스’를 찾아냈다고 합니다. 이 연구 성과는 <사이언스(Science)>지에 2018년 4월 27일자로 게재됐죠.

기억이 뇌의 어디에 저장되는지, 뇌 속에 있는 기억의 물리적 실체가 무엇인지를 알아내기 위해 신경과학자들은 백여 년 전부터 여러 학설을 제시하며 그 정체를 밝히고자 했습니다.

70여 년 전 캐나다의 심리학자 '도널드 헵'은 이런 가설을 제시합니다. 기억은 신경세포의 시냅스에 저장되며, 학습에 의한 시냅스의 변화가 기억의 물리적 실체라는 거죠. 이 가설은 학계에서 유력하게 받아들여지고 있었지만 정황증거만 있었을 뿐 직접적으로 확인하거나 실험적으로 규명된 바는 없었습니다.

참고로 시냅스란 두 신경세포 사이의 신호를 전달하는 연결 지점으로, 신경계의 기능적 최소단위라 할 수 있습니다. 한 신경세포에는 수천 개의 시냅스를 가지고 있죠.

기억이 만들어지는 장소인 해마.

출처한국연구재단

연구팀은 한 신경세포가 가지고 있는 수천 개의 시냅스들을 종류별로 구분할 수 있는 신기술을 개발했습니다. 이를 'dual-eGRASP'라고 명명했어요. 이를 바탕으로 기억의 중추적인 역할을 한다고 알려진 뇌의 '해마'를 연구했습니다. '해마'는 뇌의 양쪽 측두엽에 자리하고 있으며 서술기억의 형성에 중요하다고 알려진 뇌의 하부구조입니다.

기억저장 세포는 빨간색, 일반 세포는 하얀색으로 표시했습니다. 노란 부분이 기억저장 시냅스!

출처한국연구재단

결과는 놀라웠습니다. 수많은 시냅스 중 기억저장 세포들 사이의 시냅스들이 특이적으로 학습에 의한 변화가 일어나는 모습을 관찰한 것입니다. '기억저장 시냅스'를 명확하게 찾아낸 거죠. 기억이 신경세포의 시냅스에 저장될 것이라는 도널드 헵의 가설도 최초로 증명했고요.

기억저장 시냅스는 다른 시냅스와 달리 수상돌기 가시의 밀도와 크기가 증가되어 있다.

출처한국연구재단

기억이 저장되는 장소를 규명했기 때문에 앞으로 기억을 연구함에 있어 '기억저장 시냅스'를 연구하는 것이 새로운 패러다임으로 자리매김할 것으로 기대를 모으고 있다고 강봉균 교수는 밝혔습니다. 또 치매, 외상 후 스트레스 장애 등 기억 관련 질병 치료에 새로운 이정표를 제시할 것으로 기대된다고 전했습니다.

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