특정 기억을 지울 수 있습니까? – Sciencetimes

우리가 살았던 삶은 뇌에 저장되며 기억이라고합니다. 그러므로 기억이 내가 살았던 삶이라고해도 과언이 아닐 것이다. 오래 전부터 인간의 호기심과 기억에 대한 갈망이 컸고, 기억에 대한 연구는 여전히 활발히 진행되고 있습니다.

특정 세포에 기억을 저장합니까?

우리가 삶에서 겪는 경험은 우리의 미래 행동에 영향을 미칩니다. 이 시간이 지나면 행동의 변화는 우리의 행동을 지배하는 뇌에서 일어나고 기억은 뇌에서 일어나는 변화에 저장됩니다.

아래 사진은 한때 인터넷에서 인기가 있었던 뇌 구조의 사진입니다. 사실 우리의 뇌는 이런 방식으로 정보를 저장하지 않습니다. ‘멜론’을 담당하는 뇌의 별도 영역이 있고, ‘사과’를 담당하는 뇌의 별도 영역이 없지만 각 기억을 포함하는 신경 세포가 뇌 전체에 걸쳐 있습니다.

예를 들어 멜론을 생각하면 반응하는 뉴런이 뇌 전체에 흩어져 있고 멜론의 기억이 세포에 존재합니다. 즉 기억은 생각할 때 반응하는 뉴런에 존재한다고 할 수있다.

인터넷에서 유행하던 뇌 구조를 보여주는 사진입니다. © 신치홍

그렇다면 기억을 지우는 것은 무엇을 의미합니까? 멜론에 반응하는 모든 세포를 제거하면 멜론의 기억이 뇌에서 사라질 것입니다. 반대로 멜론에 반응하는 세포가 강제로 활성화되면 멜론의 기억이 떠오를 것입니다. 즉 ‘기억이있는 세포’는 특정 기억을 포함하는 세포 만 활성화되면 기억이 기억되지 않고, 활성화되면 기억이 떠오르는 특성을 가진 세포가됩니다.

두려움 조절을 통한 기억 연구

기억력을 연구하기 위해서는 동물 실험을 한 후 기억에 어떤 변화가 일어 났는지 확인할 수 있어야합니다. 그러나 인간 실험의 윤리적, 기술적 한계로 인해 실험은 일반적으로 인간과 같은 포유류에 속하는 마우스로 수행됩니다.

쥐는 말을 할 수 없으므로 사과 나 멜론을 상기시켜달라고 요청하는 것과는 다른 방법으로 실험해야합니다. 따라서 가장 일반적으로 사용되는 방법은 ‘공포 컨디셔닝’입니다.

‘공포 컨디셔닝’을 설명하기 전에 ‘컨디셔닝’을 간단히 설명하기 위해 ‘파블로프의 개’가 그 예입니다. 종을 울리고 먹이를 줄 때마다 개는 종을 듣고 침을 흘립니다. 이 컨디셔닝을 사용하면 어떤 기억이 떠오르는 지 동물에게 묻지 않아도 종을 듣고 침을 흘리는 등 생리적 반응을 보여 주어 기억이 있는지 쉽게 확인할 수 있습니다.

쥐의 경우 ‘공포 조절’을 통해 쥐가 기억력을 가지고 있는지 쉽게 확인할 수 있습니다. 마우스가 두려움을 느끼면 몸이 얼어 움직이지 않습니다. 따라서 마우스에 소리 등의 신호를주고 발에 전기 충격을 가하면 그 신호에 대한 공포의 기억이 만들어집니다. 전기 충격이 가해질수록 신체가 더 오래 동결됩니다. 이러한 생쥐의 특성을 이용하여 생쥐가 기억을 가지고 있는지 확인하고 기억을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

이것은 청각 적 공포 조절에 대한 간략한 묘사입니다. © 신치홍

기억을 담고있는 신경 세포 찾기

기억이 뇌에 저장되는 메커니즘을 연구하기 위해서는 기억을 가지고있는 신경 세포를 찾아야합니다. 그리고이 세포들이 정말로 기억을 가지고 있다면, 위에서 언급했듯이 세포가 활성화 될 때 기억이 떠오를 것입니다. 반대로 세포가 억제되면 기억해야 할 상황에서도 기억해서는 안됩니다.

기억으로 세포에 라벨을 붙이고, 그 세포를 활성화 또는 억제하고, 기타 조작을하고, 실제로 행동 적으로 의미있는 결과를 얻는 것은 며칠이되지 않았습니다. 그 첫 걸음은 2007 년부터 시작됐다. 당시 캐나다 토론토 대학교 박사후 과정생이었던 한진희 박사 (현 KAIST 생명 과학부 교수)는 기억이 세포에 저장 될 가능성을 보여 주었다. 세포에서 CREB라는 단백질을 과발현하고 이것을 Science에 발표했습니다. 그런 다음 2009 년에 그는 기억을 가지고 있다고 생각되는 세포가 죽었을 때 기억이 실제로 사라 졌는지 확인하기 위해 Science 저널에 실험 결과를 발표했습니다.

그가 2009 년에 한 실험에 대한 간략한 요약은 다음과 같습니다. 그는 먼저 특정 세포에서 CREB 단백질을 발현 시켰고 세포에 독성이있는 DT라는 물질의 수용체 인 DT 수용체를 발현했습니다. 그리고 생쥐의 청각 적 공포 조절을 통해 생쥐는 특정 소리에 대한 공포 기억을 갖게되었습니다. 그런 다음 그는 기억을 포함하는 세포가 죽으면 기억이 사라지는 것을 확인하기 위해 DT라는 세포에 독성 물질을 넣습니다. (이때 기억을 포함하는 세포에는 DT 수용체가 있으므로 기억은 의지를 포함하는 세포 만 주사위.).

그런데 놀랍게도 쥐는 소리에 더 이상 끔찍한 반응을 보이지 않았습니다. 그 후 같은 마우스로 새로운 기억이 만들어지고 공포 반응이 보였을 때 공포 반응이 정상적으로 나타나는 것을 확인했다. 따라서 기억 자체에 문제가 발생하여 DT로 세포를 죽임으로써 공포 반응이 나오지 않는 것을 확인 하였다.

요약하면 특정 소리의 공포 기억을 담고있는 세포를 제거했을 때 소리에 대한 공포 반응이 실제로 나오지 않았습니다. 따라서 실제로 기억을 담고있는 세포를 제거하면 기억이 사라지는 것을 증명했다.

한진희 박사의 실험에 대한 간략한 설명입니다. © 신치홍

빛으로 신경 활동을 조절할 수 있습니다.

나중에 광 유전학의 발달로 빛으로 신경 세포의 활동을 제어 할 수있게되었습니다. 빛에 반응하는 수용체가 세포에서 발현되고 빛이 세포에 조사되면 발현되는 수용체의 종류에 따라 세포가 활성화되거나 억제됩니다. 이 광 유전학의 발달로 기억을 포함하는 세포의 활동을 조절하여 기억을 포함하는 세포를보다 명확하게 정의 할 수 있습니다.

광 유전학을 사용하여 빛은 신경 세포의 활동을 조절할 수 있습니다. © 광 유전학 리소스 센터

이후 과학자들이 실시한 실험에서 공포 기억을 포함하는 세포는 유전 적 기법을 사용하여 표시했으며, 세포가 빛으로 활성화되면 신체는 신호가 없거나 반응이 없어야하는 환경에서도 신체가 얼어 붙는 공포 반응을 나타냈다. . 반대로 빛으로 세포를 억제하면 원래 공포 반응이 필요한 신호가있는 상황에서도 공포 반응을 보이지 않았다. 이를 통해 우리는 기억을 포함하는 세포를 정의 할 수있었습니다.

기억력이있는 세포를 빛으로 억제하면 공포 반응이 나오는 상황 (왼쪽)에서도 공포 반응이 나오지 않는 반면, 빛으로 세포를 활성화하면 공포 반응이 없어야하는 상황에서도 공포 반응이 나타납니다. 나오다. © Sheena A. Josselyn 외, Nature reviews, 2015.

이러한 기억을 포함하는 세포를 정의 할 수있게되면서 기억을 포함하는 세포 사이의 상호 작용, 치매 등 뇌 질환 발생시 기억의 변화, 기억이 저장되는 메커니즘에 대한 연구가 활발히 진행되고있다. .

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