"과거·최신 기억 중 뭘 먼저 선택할까"…‘기억전환 스위치’ 규명

KAIST, 뇌 깊은 곳에 위치한 ‘억제성 신경회로’ 역할 밝혀 과거와 최신 기억 사이 기억 인출 조절...치매 등 치료 가능성 뇌가 과거 기억을 보존하면서 새로운 기억을 우선적으로 떠올리게 하는 원리가 신경회로 수준에서 밝혀졌다. 향후 치매나 조현병 등 다양한 신경정신질환 치료의 새 가능성을 제시할 것으로 기대된다. KAIST는 한진희 생명과학과 교수 연구팀이 뇌의 기저핵에 위치한 내측중격(MS)에서 내측내후각피질(MEC)을 잇는 특정 신경회로가 과거 기억과 최신 기억 사이에서 상황에 맞는 최신 기억을 선택·인출하는 사실을 규명했다고 17일 밝혔다. 우리는 매일 새로운 경험을 통해 기억을 업데이트하며 살아간다. 가령, 어제보다 오늘 방문한 식당이 더 만족스러웠다면, 뇌는 기존 기억을 수정해 새로운 정보를 반영한다. 이처럼 과거와 현재의 기억 사이를 오가는 뇌의 기억 전환 능력은 의사결정과 미래 예측, 문제 해결, 논리적 추론 등과 같은 고차원적인 뇌 인지 기능에 핵심적 역할을 한다. 하지만, 우리 뇌가 어떻게 과거와 현재 기억을 전환하고 조절하는지는 그동안 베일에 싸여 있었다. 연구팀은 뇌 깊숙한 곳에 위치해 기억과 학습을 조절하는 뇌 영역인 '내측중격'에 주목했다. 생쥐모델을 이용한 실험에서 내측중격의 가바성 신경세포가 내측내후각피질로 보내는 억제성 신경 회로가 기억 업데이트와 전환을 실시간으로 조절하는 핵심 스위치임을 규명했다. 억제성 신경 회로는 새로운 정보를 학습해 기존 기억이 업데이트된 상황에서만 특이적으로 활성화되고, 이 회로가 차단되면 최신 정보를 활용하지 못하고 과거 기억에 의존하게 된다. 즉, 억제성 신경 회로가 여러 기억 중 현재 상황에 필요한 최신 정보를 선택하는 '신경 스위치' 역할을 함을 보여준다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 뇌 활성 상태에 따른 기억 수행 능력도 분석한 결과, 우리 뇌가 활발히 정보를 처리하는 '온라인 상태'가 길게 유지될수록 최신 기억을 더 잘 떠올렸다. 반면 온라인·오프라인 상태 전환이 잦을수록 기억 인출 능력이 크게 떨어지는 것으로 나타났다. 한 교수는 "뇌가 과거 기억을 유지하면서 새로운 기억을 유연하게 반영하는 메커니즘을 신경회로 수준에서 규명했다는 데 의미가 있다"며 "앞으로 치매·알츠하이머와 같은 퇴행성 뇌신경질환 환자의 기억력과 인지 유연성 저하를 개선하는 새로운 치료 타깃이 될 것"이라고 말했다. 연구결과는 신경과학 분야 국제 학술지 '네이처 뉴로사이언스' 지난달 29일자에 실렸다. 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr