(Diagrams of neural activity in the hippocampus, recorded from a mouse as it learned about a new environment. Colors correspond to unique locations within the new space. Over time and continued exposure to the arena, the mouse forms stable memories by recruiting teams of neurons to encode for the location. Credit: Caltech)
우리는 방금 전 들은 다른 사람의 이름은 기억 못할 수 있지만, 수십 년전 친구의 이름은 기억할 수 있습니다. 이렇게 장기 기억이 보존되는 방식은 단기 기억과는 다르다는 것은 많은 연구를 통해 밝혀져 있지만, 사실 아직 모르는 부분이 훨씬 많습니다.
칼텍의 카를로스 루이스 교수 (Carlos Lois, research professor of biology)가 이끄는 연구팀은 쥐를 이용한 동물 모델을 통해 기억을 저장하는데 중요한 해마에서 장기 기억이 생성되는 과정을 연구했습니다. 연구팀은 쥐를 통로에 가두고 벽에 기호를 보여준 후 통로의 끝에 설탕물이 있는 장소를 찾게 했습니다. 그리고 그 과정에서 해마에 있는 뉴런의 활동성을 조사했습니다.
쉽게 예상할 수 있듯이 학습을 반복할수록 동조해서 흥분하는 뉴런의 숫자도 같이 증가했습니다. 충분한 장기 기억이 형성되었다고 판단한 후 연구팀은 어떻게 이 장기 기억이 시간이 지남에 따라 약해지는지 관찰했습니다.
한 번 형성된 장기 기억 네트워크는 자극이 없는 상태에서도 10일 이상 유지되었으며 본래 기억 형성에 관련된 뉴런 일부가 파괴되도 기억을 유지했습니다. 연구팀은 이 연구가 알츠하이머 병의 기전을 알아내는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있습니다. 알츠하이머 병에 걸려서 뉴런이 파괴되면 더 적은 수의 뉴런으로 기억을 저장해야 하기 때문에 기억력이 떨어질 수 밖에 없습니다. 하지만 얼마나 많은 뉴런이 장기 기억에 관여하는지 아직 분명치 않은 부분이 많습니다. 과학자들은 이런 연구를 통해 그 비밀을 하나씩 밝혀낼 것입니다.
단기 기억은 잠시간의 뉴런 및 시냅스 흥분에 의한 것이고 장기 기억은 단백질 형성이 관련됐다고 알려져 있습니다. 우리의 정신을 구성하는 것이 사실 전기 화학적 흥분과 단백질이라는 사실은 그 자체로 놀라운 일입니다. 우리의 정신의 실체는 과연 어떤 것일까요?
참고
"Persistence of neuronal representations through time and damage in the hippocampus" Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aav9199
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