박영균 KAIST 敎授팀 MIT 共同 硏究
KAIST 硏究팀이 記憶을 管掌하는 腦 細胞 地圖를 構築했다. KAIST 提供
國內 硏究陣이 腦 全體에 걸쳐 記憶 貯藏 細胞들의 分布를 指導로 製作하는 데 最初로 成功했다.
박영균 KAIST 바이오및腦工學科 敎授팀은 미국 메사추세츠工大(MIT)와 함께 單一 記憶을 貯藏하는 細胞들을 생쥐의 腦 全體에서 매핑하는 技法을 開發하고 이를 통해 空間 恐怖 記憶을 貯藏하는 새로운 腦 部位 細胞들을 發見했다고 2日 밝혔다.
只今까지 記憶과 關聯된 腦 硏究는 몇몇 腦 部位에 局限돼 있었다. 例를 들어 恐怖 記憶은 扁桃體, 空間 記憶은 海馬에 貯藏된다고 여겨져 該當 腦 部位들이 主로 硏究됐다. 하지만 單一 記憶이 多樣한 腦 部位에 나뉘어 貯藏될 것이라는 假說도 提起되고 있다. 이는 記憶을 貯藏하는 細胞들의 分布를 腦 全體에서 確認해 檢證할 수 있으나 아직 技術的 限界로 이뤄지지 못했다.
朴 敎授팀은 電腦 透明化 技術과 超高速 電腦 免疫染色 技術을 통해 空間 恐怖 記憶을 學習한 생쥐에서 記憶의 學習과 回想 時 모두 活性化된 細胞들을 腦 全體에서 매핑했다. 硏究에 適用한 두 技術 모두 朴 敎授팀이 以前에 開發한 것이다. 電腦 透明化 技術은 腦 全體를 透明化해 그 안의 細胞들을 視覺化할 수 있고, 超高速 電腦 免疫染色 技術은 抗原抗體 反應을 利用해 特定 蛋白質을 檢出하는 免疫染色을 腦 全體에 걸쳐 빠르게 遂行한다.
이를 통해 硏究팀은 空間 恐怖 記憶을 貯藏하고 있을 確率이 높은 腦 部位의 細胞들을 생쥐 腦 全體에서 찾아낼 수 있었다. 以後 該當 細胞들을 光遺傳學的 方法으로 調節해 空間 恐怖 記憶이 貯藏됐음을 確認했다. 이로써 空間 恐怖 記憶을 貯藏하는 7個의 새로운 腦 部位와 細胞들이 밝혀졌다.
硏究팀은 또 記憶에 多樣한 腦 部位의 記憶貯藏 細胞들이 모두 必要한지 確認하기 위해 化學遺傳學 技法으로 多樣한 腦 部位의 記憶貯藏 細胞들을 한꺼번에 刺戟했다. 그 結果 腦 한 部位의 記憶貯藏 細胞를 刺戟했을 때와 다르게 自然的인 記憶 回想에 가까운 記憶의 完全한 回想이 誘導됐다. 이는 다양한 腦 部位의 記憶貯藏 細胞들의 活性이 記憶에 모두 必要하다는 것을 意味한다.
朴 敎授는 “이番 硏究는 記憶貯藏 細胞의 매핑을 最初로 實現하고 單一 記憶이 多樣한 腦 部位 細胞들에 흩어져 貯藏됨을 證明한 데 意義가 있다”며 “이番에 밝혀진 記憶貯藏 細胞의 腦 指導는 各 腦 部位의 細胞와 細胞 間 相互作用이 記憶에 있어 各各 어떤 細部的인 機能을 하는 지에 關한 硏究를 促進함으로써 記憶의 메커니즘에 對한 完全한 理解를 도울 수 있다”라고 말했다. 이番 硏究結果는 國際學術誌 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 지난 4月 4日子에 先公開됐다.
