성생활과 기아에 대한 상충되는 기억이 행동을 좌우하는 방식, 벌레에 대한 연구 결과

UCL 연구자들의 새로운 연구에 따르면, 한 마리의 벌레의 뇌에서 서로 상충되는 두 가지 기억이 모두 활성화될 수 있는데, 그 중 하나의 기억만이 동물의 행동을 적극적으로 주도하는 경우에도 그렇습니다.

Current Biology 에 게재된 논문에서 연구진은 행동을 결정할 때 동물의 성욕이 때로는 먹고 싶은 욕구보다 더 강할 수 있다는 것을 보여주었습니다. 그들은 벌레가 좋은 경험(짝짓기)과 나쁜 경험(굶주림) 모두에 연관된 냄새를 맡았을 때 무슨 일이 일어나는지 조사했습니다.

과학자들은 동물의 뇌가 마주치는 사물이 좋은지 나쁜지 어떻게 판단하는지, 그리고 이것이 동물의 반응을 어떻게 결정하는지 이해하고자 했습니다.

그들은 수컷 벌레에게 냄새에 대한 긍정적, 부정적 연관성을 모두 갖도록 조건화함으로써 벌레가 냄새를 맡을 때 두 가지 기억이 모두 활성화되지만, 동물의 행동에 영향을 미치는 기억은 하나만 있다는 것을 발견했습니다.

연구자들은 이러한 과정이 잘못되어 외상 후 스트레스 장애(PTSD)와 같은 건강 상태에 대한 통찰력을 얻기 위해 연구 결과를 더 조사할 수 있다고 밝혔습니다. 외상 후 스트레스 장애는 잠재(휴면) 상태로 남아 있어야 할 기억이 여전히 행동과 감정에 문제적인 영향을 미치는 경우입니다.

주저자인 Arantza Barrios 박사(UCL 세포 및 발달 생물학)는 "저희는 연구를 위해 수컷 벌레의 뇌를 조사하여 특정 기억이 행동에 영향을 미치는지 여부를 결정하는 세포 또는 분자 메커니즘을 이해했습니다. 우리가 배우는 방법의 중요한 부분은 뇌가 새로운 정보에 적응하고 이전 연관성을 무시할 수 있다는 것입니다."라고 말했습니다.

공동 1저자인 수자나 콜리나스 피셔 박사(UCL 세포 및 발달 생물학)는 "아주 작은 벌레가 생각하는 바를 이해함으로써 우리는 우리의 보다 복잡한 사고 패턴의 근저에 있는 프로세스에 대해 더 많이 알 수 있다"고 덧붙였습니다.

이 연구는 길이가 1mm인 벌레 종인 수컷 C. elegans 원형벌레를 대상으로 진행되었는데 , 이 벌레는 과학 연구에서 모델 생물로 매우 흔히 사용됩니다. 벌레는 본능적으로 매력적인 냄새를 맡았는데, 연구자들은 사람이 맛있는 저녁 식사 냄새를 맡는 것과 비슷하다고 말합니다.

연구원들은 일련의 실험을 통해 벌레의 냄새 선호도를 바꾸고 벌레의 행동과 뇌 활동을 모니터링했습니다.

냄새에 접근하려는 벌레의 본능은 혐오적 조건화로 덮어씌워졌고, 벌레는 굶주림이라는 처벌과 함께 냄새를 경험했습니다. 그런 다음 연구자들은 이러한 학습된 회피를 추가적인 조건화로 덮어씌우려고 했습니다. 즉, 냄새를 암컷 짝과 함께 제시하고 성적 경험을 제공함으로써 수컷 벌레는 냄새와 새로운 긍정적인 연관성을 개발했습니다.

분석 결과, 동물이 이전에 접했던 것들에 대한 긍정적, 부정적 연관성을 모두 나타내는 뇌 세포 회로가 확인되었으며, 냄새와 관련된 굶주림과 짝짓기 관련 기억을 저장하는 특정 신경펩타이드(뇌의 화학 전달 물질)를 중심으로 이루어졌습니다.

연구자들은 냄새를 굶주림과 짝짓기와 연관시키도록 조건화된 벌레에서 두 기억이 모두 뇌에서 활성화된다는 것을 발견했습니다. 하지만 그 중 하나만, 짝짓기 연관만이 벌레가 냄새에 접근하게 했습니다.

연구자들은 이것이 짝짓기 보상에 대한 기대가 굶주림 처벌에 대한 기대보다 우선했음을 나타낸다고 말합니다. 두 기억이 모두 그대로 유지되었음에도 불구하고 말입니다. 즉, 벌레가 더 이상 냄새를 피하지 않았음에도 굶주림에 대한 부정적인 기억이 여전히 뇌 활동에 나타났습니다.

공동 제1저자인 로라 몰리나-가르시아 박사(UCL 세포 및 발달생물학)는 "우리는 회충과 같이 매우 작은 뇌를 가진 동물에서도 두 가지 상충되는 기억이 동시에 활성화될 수 있다는 사실을 발견했습니다. 한 기억은 행동에 영향을 미치고 다른 기억은 잠재된 상태로 남습니다.

"동물의 뇌가 부분적으로 좋고 부분적으로 나쁜 것을 유연하게 표현하는 방식은 새로운 정보를 배우고 적응하는 데 도움이 됩니다. 어떤 기억이 어떻게 다른 상충되는 기억을 무시할 수 있는지 이해함으로써 PTSD와 같은 이 과정의 부적응을 치료하는 연구에 정보를 제공하고자 합니다."

이 연구는 왕립학회, 웰컴 앤 레버흄 트러스트의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/11/241114125436.htm