기억 저장되는 위치 찾았다...해마 속 일부 시냅스에 기록

2018.04.27 03:00
연구팀이 개발한 화학 탐지 기법으로 시냅스를 구분했다. 빨간색 수상돌기 위에 있는 노란색 지점이 기억저장 시냅스가 있는 곳이다. 왼쪽은 관측 이미지, 오른쪽은 3차원 모델링 이미지다. -사진 제공 서울대
연구팀이 개발한 화학 탐지 기법으로 시냅스를 구분했다. 빨간색 수상돌기 위에 있는 노란색 지점이 기억저장 시냅스가 있는 곳이다. 왼쪽은 관측 이미지, 오른쪽은 3차원 모델링 이미지다. -사진 제공 서울대

국내 연구팀이 뇌에서 기억이 저장되는 구체적 위치를 세계 최초로 증명하는 데 성공했다. 기억은 뇌세포 사이의 접합 부위인 ‘시냅스’ 중 일부에 저장되는 것으로 밝혀졌다. 연구 결과는 국제학술지 사이언스 27일자에 발표됐다.
 

그동안 기억이 저장되는 뇌의 부위는 알려져 있었다. 좌우 측두엽에 존재하는 해마 부위가 기억 저장고다. 하지만 해마 내부 어디에 어떤 방법으로 기록되는지는 알려지지 않았다. 마치 기억이 USB메모리에 저장된다는 사실까지는 알고 있지만, 표면에 펜으로 글자를 썼는지 혹은 디지털 신호를 파일로 저장했는지 전혀 모르는 것과 비슷했다.
 

1949년 뇌세포 사이의 접합 부위인 시냅스가 기억이 기록 저장되는 위치라는 가설이 나왔다. 하지만 뇌세포 하나마다 시냅스가 수천 개에 달해 이 가설을 직접 확인하기가 어려웠다. 인간의 뇌에는 뇌세포가 약 860억 개 존재해 시냅스의 수가 수백조 개에 이른다.
 

서울대 생명과학부 최준혁, 심수언, 김지일, 최동일 연구원 팀은 하나의 신경세포가 지닌 시냅스 수천 개를 두 가지 종류로 구분할 수 있는 독특한 화학 탐지 기법을 개발했다. 서로 다른 시냅스를 각각 녹색과 노란색으로 빛나게 하는 기술이다. 연구팀은 쥐에 전기 자극을 가해 공포를 약하게 또는 강하게 학습시킨 뒤 각각의 쥐의 뇌 해마 부위를 이 화학 탐지 기법으로 조사했다.
 

사연구 총책임자인 강봉균 서울대 생명과학부 교수는 “10년에 걸친 탐지 기술 개발 끝에 드디어 기억 저장 시냅스를 찾았다”며 “학습, 기억 연구뿐 아니라 치매 등 질병 치료에도 큰 도움을 줄 것”이라고 말했다. 기억과 뇌 분야의 세계적 연구자이자 노벨상 수상자인 에릭 칸델 미국 컬럼비아대 교수의 제자인 강 교수는 "30년 연구 인생에서 가장 자랑스러운 연구 결과로, 특히 연구실 식구들이 주도한 결과라 자부심이 크다"고 말했다.

 

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