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기억의 원리를 연구하는 과학자들

기억의 원리를 연구하는 과학자들

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간질 환자 연구를 통해 밝혀낸 기억의 실마리를 찾다. 미국 국립보건원(NIH)의 과학자들은 인간 두뇌가 어떻게 기억을 저장하고 검색하는지에 관한 두 건의 연구를 수행했다. 한 연구에서는 개별 뉴런이 고유한 발화 패턴을 통해 각각의 기억을 뇌에 기록하는 것을 보여주었으며 다른 연구는 뇌가 기억을 저장하는 것보다 빠르게 재연한다는 것을 보여주었다.

국립 신경 장애 및 뇌졸중 연구소(NINDS)의 카림 재그라울 박사가 주도한 이 연구는 간질 치료를 위한 약물에 내성이 있는 사람을 중점적으로 수행되었다. 연구팀은 환자의 뇌에 전기 그리드망을 이식하고 전기 활성도를 며칠 동안 관측했다. 재그라울 박사는 이 연구의 주목표가 간질 발작을 중단시키는 방법을 이해하는 것이지만 뇌가 어떻게 작동하는지를 배울 수 있는 좋은 기회가 될 수 있다고 말했다.

연구팀은 두 건의 연구에서 환자의 기억을 측정하면서 전기 활동을 관측했다. 환자는 “연필과 주교" 혹은 “오렌지와 해군"과 같이 수백 개의 제시된 단어 쌍에서 먼저 제시한 단어에 이어 관련 단어를 기억하는지 답했다.

신경과학 저널에 게재된 연구에서 실험 참가자는 제시된 단어 쌍 중 38%를 정확히 기억한 것으로 나타났다. 연구팀은 참가자가 정확한 단어 쌍을 기억할 때 측두엽과 전두엽에서 발생한 뇌파를 기록했다. 관측 결과, 단어를 기억할 때 뇌파는 기억을 저장할 때 보인 것보다 빠른 것으로 나타났다. 이 결과는 뇌가 빨리 감기처럼 기억을 재연한다는 것을 보여준 것이라고 재그라울이 말했다.

커런트 바이올로지에 게재된 두 번째 연구에서는 고밀도 마이크로 전극 어레이를 이용하여 기억력 검사 동안 개별 신경세포의 활동을 관측했다. 이 어레이는 뇌가 단어, 얼굴, 거리 인식을 제어하기 위해 사용되는 부분인 측두이랑(temporal gyrus)에 이식되었다.

이 연구에서 환자들은 23%의 단어 쌍을 기억했는데, 연구팀이 전기 기록을 검토한 결과, 정확한 답을 기억했을 때 활성화된 신경세포가 처음 단어 쌍을 기억할 때 활성화되었던 뉴런과 유사한 패턴을 보인 것을 알 수 있었다. 더 나아가 전반적인 단어쌍에 관련된 뉴런의 활성도가 정확하게 쌍을 기억했을 때 가장 조용한 것으로 나타나 기억에 사용되는 신경세포는 일부분에 지나지 않음을 보여주었다.

이 결과는 각각의 기억이 고유한 발화 패턴을 통해 개별 신경세포에 기록된다는 것을 보여주고 있다고 재그라울이 말했다. 앞으로 연구팀은 뇌가 어떻게 기억을 형성하고 추출하는지에 관해 간질과 관련된 전기코드를 밝히는 과정과 유사한 접근으로 도달할 수 있을지를 통해 파악하고자 계획하고 있다.

신경질환 치료 및 연구릁 통해 기억의 원리인 저장 및 추출을 이해하려는 노력을 보여주고 있다.

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