KAIST, 기억 선택하는 '뇌 전환 스위치' 첫 규명…정보 조절시스템 확인

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 최신 기억을 선택적으로 불러오는 뇌 속 '신경 스위치'의 존재를 세계 최초로 규명해 뇌가 과거 기억과 최신 기억 중 필요한 정보를 선택하는 원리를 밝혀냈다.

한국과학기술원(카이스트·KAIST)은 생명과학과 한진희 교수팀이 내측중격(MS·기억과 학습을 조절하는 뇌 영역)과 내측내후각피질(MEC·해마와 연결돼 기억정보를 처리하는 뇌 영역)을 잇는 특정 신경회로가 과거 기억과 최신 기억을 전환하고 상황에 맞는 최신 정보를 선택하는 핵심역할을 한다는 사실을 세계 처음으로 밝혀냈다고 17일 밝혔다.

과거와 현재의 기억 사이에서 필요한 정보를 선택하는 능력은 의사결정, 문제 해결, 미래 예측, 논리적 추론 등 고차원 인지 기능의 핵심이지만 뇌가 어떤 원리로 기억을 구분하고 전환하는지는 밝혀지지 않고 있다.

이번에 연구팀은 뇌 깊숙한 곳에 위치한 내측중격 연구에 집중했다. 이 곳 측중격은 해마의 활동 리듬을 조절하며 뇌가 정보를 효과적으로 저장하고 불러올 수 있도록 돕는 조율자 역할을 하는 영역이다.

연구 결과, 내측중격의 특정 신경세포(억제성 신경회로)가 기억 정보를 처리해 해마로 전달하는 뇌 영역인 내측내후각피질로 신호를 보낼 때 뇌는 최신 기억을 더 잘 떠올리는 것으로 확인됐다.

반면 연구팀이 빛을 이용해 이 신경회로를 인위적으로 차단하자 실험동물은 최신 정보를 활용하지 못하고 과거 방식대로 행동했으며 기억 저장에 중요한 역할을 하는 해마의 신경활동 역시 과거 상태로 되돌아갔다.

이는 이 억제성 신경회로가 여러 기억 가운데 현재 상황에 필요한 최신 정보를 선택하는 신경 스위치 역할을 한다는 의미다.

또 연구팀이 뇌의 활성 상태에 따른 기억 수행능력을 분석한 결과, 온라인 상태가 길게 유지될수록 최신 기억을 더 잘 떠올리고 반대로 온라인·오프라인 상태 전환이 잦을수록 기억 인출능력이 크게 떨어지는 것으로 나타났다.

이에 대해 연구팀은 뇌의 특정 리듬과 상태가 효과적인 기억 인출을 결정하는 중요한 신경학적 지표라고 설명했다.

연구팀에 따르면 뇌는 활발히 정보를 처리하는 온라인 상태(세타파·학습 집중 시 활성화되는 뇌파)와 휴식 상태인 오프라인 상태(델타파·수면이나 휴식 시 나타나는 느린 뇌파)를 반복적으로 오간다.

연구팀은 이번 발견이 향후 치매·알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환 환자의 기억력 감퇴와 인지 유연성 저하를 개선키 위한 새로운 치료기술 개발로 이어질 수 있을 것으로 기대하고 있다.

연구 결과는 신경과학분야 최상위 국제 학술지 '네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)'에 지난달 29일자 게재됐다.

한진희 교수는 "이 연구서 우리 뇌가 수많은 경험을 시간 순서대로 정리하고 활용하는 원리에 대해 새로운 패러다임을 제시했다"며 "기존에는 기억 인출을 단순히 저장된 흔적을 재생하는 과정으로 이해했지만 이번에 뇌가 경쟁하는 기억들 사이에서 최신 정보를 능동적으로 선택하는 조절 시스템을 갖고 있다는 사실을 입증한 것"이라고 말했다.


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