기억저장 세포의 뇌 지도 제작 기법 최초 개발
기억저장 세포의 뇌 지도 제작 기법 최초 개발
  • 이웃집과학자
  • 승인 2022.06.03 00:14
  • 조회수 1998
  • 댓글 1
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이번 연구에서 발견한 공포 기억저장 세포의 뇌 지도. 빨간색일수록기억을 저장하고 있을 확률이 높은 세포들이다. 출처 : KAIST
이번 연구에서 발견한 공포 기억저장 세포의 뇌 지도. 빨간색일수록기억을 저장하고 있을 확률이 높은 세포들이다. 출처 : KAIST

국내 연구진이 기억을 저장하는 다양한 뇌 부위 세포들의 분포를 지도로 제작하는 기법의 개발에 최초로 성공했습니다.

 

KAIST 바이오및뇌공학과 박영균 교수 연구팀이 메사추세츠 공과대학(MIT) 정광훈 교수 및 스스무 도네가와(Susumu Tonegawa) 교수 공동연구팀과 함께 단일 기억을 저장하는 세포들을 생쥐의 뇌 전체에서 매핑하는 기법을 개발했는데요. 이를 통해 공간 공포 기억을 저장하는 새로운 뇌 부위 세포들을 발견했습니다.

 

기억은 주로 몇몇 뇌 부위에 국한해 연구돼왔습니다. 예를 들어 공포 기억은 편도체, 공간 기억은 해마의 세포들에 저장된다고 생각돼왔죠. 그래서 해당 뇌 부위들이 주로 연구됐습니다. 하지만 단일 기억이 다양한 뇌 부위에 나누어 저장될 것이라는 가설도 제시돼왔는데, 이러한 가설은 기억을 저장하는 세포들의 분포를 뇌 전체에서 확인(매핑)함으로써 확실한 검증이 가능하나, 이는 기술적 한계로 이뤄지지 못했습니다.

 

공동연구팀은 기존 팀이 개발한 전뇌 투명화 기술(SHIELD) 및 초고속 전뇌 면역염색 기술(eFLASH)을 통해, 공간 공포 기억을 학습한 생쥐에서 기억의 학습과 회상 시 모두 활성화된 세포들을 뇌 전체에서 매핑했습니다. 이를 통해 공간 공포 기억을 저장하고 있을 확률이 높은 뇌 부위의 세포들을 생쥐 뇌 전체에서 찾아낼 수 있었습니다. 이후 해당 세포들을 광유전학적 방법으로 조절해 해당 세포들에 공간 공포 기억이 저장됐음을 확인함으로써, 공간 공포 기억을 저장하는 7개의 새로운 뇌 부위와 세포들을 연구팀은 찾아낼 수 있었습니다. 

 

그렇다면 기억에 다양한 뇌 부위의 기억저장 세포들이 모두 필요한 것일까요? 연구팀은 이를 확인하기 위해, 화학유전학 기법을 통해 다양한 뇌 부위의 기억저장 세포들을 한꺼번에 자극해 보았습니다. 그 결과 뇌의 한 부위의 기억저장 세포를 자극했을 때와는 다르게, 자연적인 기억 회상에 가까운 기억의 완전한 회상이 유도됨을 확인했는데요. 이는 다양한 뇌 부위의 기억저장 세포들의 활성이 기억에 모두 필요함을 의미합니다.

 

박영균 교수는 "이번 연구는 연구팀이 기존에 개발한 기술들에 힘입어 기억저장 세포의 매핑을 최초로 실현하고, 이를 통해 단일 기억이 다양한 뇌 부위 세포들에 흩어져 저장됨을 증명한 데 의의가 있다ˮ며, "이번 연구에서 밝혀진 기억저장 세포의 뇌 지도는, 각 뇌 부위의 세포 및 세포 간 상호작용이 기억에 있어 각각 어떠한 세부적인 기능을 하는지에 관한 연구를 촉진함으로써, 기억의 메커니즘에 대한 완전한 이해를 도울 수 있다ˮ고 말했습니다.

 

이번 연구 결과는 국제 학술지 `네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 지난 4월 4일 자로 게재됐습니다.

논문명: Brain-wide mapping reveals that engrams for a single memory are distributed across multiple brain regions


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가라다 2022-06-04 15:51:50
빨간색일수록 기억을 저장한다는데 사진은 너무 까매요...

연관성없는사진느낌??

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