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장기 기억은 어떻게 저장되는가?



 (A species of sea slug called Aplysia (bottom) squirts a purple ink to ward off predators in this close-up view by Wertheim UF Scripps Institute scientists. Researchers used the sea slug to examine how neurons store memory. The slug's neurons are gigantic compared with humans, making them easier to study. Credit: Abhishek Sadhu)

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뇌를 연구하는 과학자에게 가장 큰 질문 중 하나는 우리가 기억을 어떻게 저장하느냐는 것입니다. 물론 이 질문에 대해 이미 많은 연구가 이뤄졌고 현재고 새롭게 밝혀지고 있는 것들이 적지 않지만, 장기 기억을 저장하는 방식에 대해서는 매우 제한적인 정보만이 존재합니다.

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플로리다 대학 허버트 워트헤임 스크립스 연구소 (Herbert Wertheim UF Scripps Institute for Biomedical Innovation & Technology)의 과학자들은 독특한 대상에서 이 질문에 대한 힌트를 발견했습니다.

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연구팀이 선택한 실험동물은 뜻밖에도 아플라시아 (Aplysia) 속의 바다 달팽이었습니다. 보통 이런 단순한 동물을 실험 동물로 선택하는 이유는 단순한 뇌 구조 때문이지만, 이 경우에는 한 가지 이유가 더 있습니다.

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단순한 신경 구조에도 불구하고 아플리시아의 뉴런은 매우 거대해 연구가 쉽습니다. 그리고 단순한 연체동물이지만, 장기 기억을 지니고 있어 연구 대상으로 삼을 수 있습니다.

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연구팀은 이 달팽이의 시냅스에서 1시간, 3시간 후 장기 기억이 형성되는 과정을 조사했습니다. 이 과정에서 여러 개의 단백질과 효소가 뉴런의 몸통에서 시냅스로 이동하면서 단백질에 정보를 저장하는데, 아플라시아의 큰 뉴런 덕분에 과학자들은 세 시간 후 장기 기억을 만드는데 관여하는 여러 단백질들에 대해 알게 됐습니다.

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연구팀은 이 과정을 공사 현장에 비유했습니다. 뉴런의 본체에서 여러 물질들이 전달되어 시냅스에서 장기 기억을 건설하는 과정이 수많은 건축 재료들을 이용해 건물을 짓는 과정처럼 복잡하다는 것입니다.

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그 복잡성 때문에 연구팀은 한 번의 연구를 통해 장기 기억이 저장되는 과정을 100% 파악할 순 없었습니다. 하지만 여기에 관여하는 여러 물질을 확인해 일부 단서를 확보할 수 있었습니다.

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기억 형성의 비밀을 밝히는 것은 알츠하이머 병처럼 기억 장애를 일으키는 질병에 대한 치료법 개발은 물론이고 근본적으로 우리의 자아와 기억이 어떻게 형성되는지 알아내는 길이 될 것입니다.

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참고

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https://medicalxpress.com/news/2023-02-site-term-memory-built-brain.html

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Abhishek Sadhu et al, Short-Term and Long-Term Sensitization Differentially Alters the Composition of an Anterograde Transport Complex inAplysia, eneuro (2022). DOI: 10.1523/ENEURO.0266-22.2022

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