KAIST 생명과학과 한진희 교수(왼쪽)와 생명과학과 정이레 박사. KAIST 제공

시냅스 강도 조절 메커니즘에 의한 기억저장 뉴런 선택. 학습 직후 일부 뉴런의 시냅스 강도를 조작하면 기억은 그대로지만, 그 기억을 인코딩하는 뉴런이 변경됨. KAIST 제공

강하게 서로 연결된 뉴런 집합체 형성을 통한 기억형성. KAIST 제공

한국과학기술원(KAIST)은 한진희 교수 연구팀이 뇌에서 기억을 만드는 신경세포(뉴런)가 선택되는 원리를 처음으로 규명했다고 13일 밝혔다.

우리 뇌에서 기억이 일어나는 과정은 과거의 경험이 '입력'돼 '공고화'를 거쳐 '회상'하는 방식으로 진행된다.

기억은 뇌 전체에 걸쳐 극히 적은 수의 뉴런들에 입력되는 것으로 알려져 있다.

하지만 이 뉴런들이 따로 정해져 있는지 혹은 특정한 원리에 의해 선택되는 것인지는 알려지지 않았다.

연구팀은 두 뉴런 사이의 시냅스(신경세포 간 연결부위) 연결을 강화하는 '장기 강화'가 뉴런 선택에 결정적인 영향을 미친다는 것을 확인했다.

장기 강화는 기억의 핵심 기제로 여겨진다.

연구팀은 생쥐 뇌 편도체 부위에서 자연적인 상황에서는 장기 강화가 발생하지 않는 시냅스를 광유전학 기술을 이용해 자극, 인위적으로 시냅스 연결을 강하게 조작했다.

이어 생쥐가 공포스러운 경험을 하기 전 이 시냅스를 자극해 장기 강화가 일어나게 하자, 공포 학습 후 원래는 기억과는 연관이 없었던 이 시냅스에 기억이 입력되는 것을 확인했다.

시냅스 강도를 인위적으로 조작하면 기억 자체는 변하지 않지만, 그 기억이 입력되는 뉴런이 바뀌게 된다고 연구팀은 설명했다.

기억 형성 원리를 밝힘으로써 치매나 조현병 등 기억 이상 관련 질환 치료에 기여할 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 지난달 24일 자에 실렸다.

송현수 기자 songh@busan.com