KAIST, 단일기억 뇌 전체에 흩어져 저장된다…기존예측 뒤집어

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 기억 저장 세포의 뇌지도를 제작해 기억이 몇몇 뇌 부위에 국한돼 저장된다는 기존 예측과 달리 뇌 전체에 흩어져 저장된다는 사실을 규명해 냈다.

KAIST는 바이오및뇌공학과 박영균 교수 연구팀이 메사추세츠공과대학(MIT) 정광훈 교수 및 스스무 도네가와(Susumu Tonegawa) 교수 연구팀과 단일 기억을 저장하는 세포들을 생쥐의 뇌 전체에서 매핑하는 기법을 개발하고 이를 통해 공간 공포 기억을 저장하는 새로운 뇌 부위 세포들을 발견했다고 2일 밝혔다.

공포 기억은 편도체, 공간 기억은 해마의 세포들에 저장된다는 기존 예측논리에 따라 몇몇 뇌 부위에 국한된 연구가 진행중이다.

하지만 단일 기억이 다양한 뇌 부위에 나눠 저장될 것이라는 가설도 제시되고 있다. 이 가설은 기억을 저장하는 세포들의 분포를 뇌 전체에서 확인(매핑)함으로써 검증이 가능하나 아직 기술적 한계로 이뤄지지 못하고 있다.

공동연구팀은 기존에 개발된 전뇌 투명화기술(SHIELD) 및 초고속 전뇌 면역염색 술(eFLASH)을 통해 공간 공포 기억을 학습한 생쥐에서 기억의 학습과 회상 시 모두 활성화된 세포들을 뇌 전체에 매핑했다.

이 방법으로 공간 공포 기억을 저장하고 있을 확률이 높은 뇌 부위의 세포들을 생쥐 뇌 전체에서 찾아냈다.

이어 해당 세포들을 광유전학적 방법으로 조절해 해당 세포들에 공간 공포 기억이 저장됐음을 확인, 공간 공포 기억을 저장하는 7개의 새로운 뇌 부위와 세포들을 발견했다.

또 연구팀은 '다양한 뇌 부위의 기억저장 세포들이 기억을 위해 모두 필요한가'를 확인키 위해  화학유전학 기법으로 다양한 뇌 부위의 기억저장 세포들을 한꺼번에 자극시킨 뒤 관찰에 나서 뇌 한 부위의 기억저장 세포를 자극했을 때와는 다르게 자연적인 기억 회상에 가까운 기억의 완전한 회상이 유도됨을 확인했다.

 이는 다양한 뇌 부위의 기억저장 세포들의 활성이 기억에 모두 필요하다는 의미다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 지난 4월 4일 자로 게재됐다(논문명: Brain-wide mapping reveals that engrams for a single memory are distributed across multiple brain regions) 

박영균 교수는 "이번 연구는 기존 기술에 힘입어 기억저장 세포의 매핑을 최초로 실현하고 이를 통해 단일 기억이 다양한 뇌 부위 세포들에 흩어져 저장됨을 증명한 것"이라며 "밝혀진 기억저장 세포의 뇌 지도는 각 뇌 부위의 세포 및 세포 간 상호작용이 기억에서 각각 어떠한 세부적인 기능을 하는지에 관한 연구, 기억 메커니즘에 대한 완전한 이해를 도울 수 있을 것으로 본다"고 말했다.


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