기억은 뇌에만 있는 것이 아니다, 새로운 연구로 밝혀져

우리의 뇌, 특히 뇌 세포가 기억을 저장한다는 것은 널리 알려진 사실입니다. 하지만 과학자 팀은 신체의 다른 부위의 세포도 기억 기능을 수행한다는 것을 발견하여 기억이 어떻게 작동하는지 이해하고 학습을 향상시키고 기억 관련 질환을 치료할 수 있는 잠재력을 창출하는 새로운 경로를 열었습니다.

"학습과 기억은 일반적으로 뇌와 뇌 세포에만 연관되지만, 우리 연구는 신체의 다른 세포도 학습하고 기억을 형성할 수 있다는 것을 보여줍니다."

저널 Nature Communications 에 게재된 연구의 주저자인 뉴욕 대학교의 Nikolay V. Kukushkin이 설명했습니다.

이 연구는 오랫동안 밝혀진 신경학적 속성인 집중-분할 효과를 빌려 비뇌 세포가 기억에 도움을 주는지 더 잘 이해하고자 했습니다. 집중-분할 효과는 우리가 한 번에 집중적으로 공부할 때(시험을 위해 벼락치기 공부로 더 잘 알려짐)보다 분산된 간격으로 공부할 때 정보를 더 잘 기억하는 경향이 있음을 보여줍니다.

Nature Communications 연구 에서 과학자들은 실험실에서 두 가지 유형의 비뇌 인간 세포(하나는 신경 조직에서, 다른 하나는 신장 조직에서)를 연구하고 다른 패턴의 화학 신호에 노출시켜 학습을 시간 경과에 따라 재현했습니다. 이는 우리가 새로운 정보를 배울 때 뇌 세포가 신경전달물질 패턴에 노출되는 것과 마찬가지입니다. 이에 대응하여 비뇌 세포는 "기억 유전자"를 켰습니다. 이 유전자는 뇌 세포가 정보의 패턴을 감지하고 기억을 형성하기 위해 연결을 재구성할 때 켜는 유전자와 동일합니다.

과학자들은 기억과 학습 과정을 모니터링하기 위해 뇌세포가 아닌 다른 세포에서 빛나는 단백질을 생성하도록 조작했는데, 이 단백질은 기억 유전자가 켜졌을 때와 꺼졌을 때를 알려줍니다.

결과는 이 세포들이 뇌에서 신경전달물질의 폭발을 모방한 화학적 펄스가 단순히 연장되는 것이 아니라 반복되는 것을 판단할 수 있다는 것을 보여주었습니다. 마치 우리 뇌의 뉴런이 모든 자료를 한 번에 쑤셔넣는 것이 아니라 휴식을 취하면서 배우는 것을 등록할 수 있는 것과 같습니다. 구체적으로, 펄스가 간격을 두고 전달되었을 때, 그들은 같은 치료를 한꺼번에 전달했을 때보다 "기억 유전자"를 더 강하게, 그리고 더 오랫동안 켰습니다.

"이것은 실제로 일어나는 대량 공간 효과를 반영합니다." NYU 자유학부 생명과학 임상 조교수이자 NYU 신경과학 센터의 연구원인 쿠쿠슈킨이 말했습니다. "이것은 분산 반복으로부터 학습하는 능력이 뇌 세포에만 있는 것이 아니라, 사실 모든 세포의 근본적인 특성일 수 있음을 보여줍니다."

연구자들은 이번 발견이 기억을 연구하는 새로운 방법을 제시할 뿐만 아니라, 건강과 관련된 잠재적인 이득도 가져올 수 있다고 덧붙였습니다.

"이 발견은 기억이 어떻게 작동하는지 이해하는 데 새로운 문을 열어주며, 학습을 향상시키고 기억 문제를 치료하는 더 나은 방법으로 이어질 수 있습니다." 쿠쿠슈킨은 관찰합니다. "동시에, 이는 미래에 우리 몸을 뇌와 더 비슷하게 대우해야 한다는 것을 시사합니다. 예를 들어, 건강한 혈당 수치를 유지하기 위해 우리의 과거 식사 패턴에 대해 췌장이 기억하는 것을 고려하거나, 암세포가 항암 치료 패턴에 대해 기억하는 것을 고려하는 것입니다."

이 연구는 NYU의 신경 과학 센터 교수인 쿠쿠슈킨과 토마스 카류가 공동으로 지도했습니다. 이 연구의 저자에는 NYU 연구원인 타스님 타바섬과 연구 당시 NYU 학부 연구원인 로버트 카니도 포함되었습니다.

이 연구는 미국 국립보건원(R01-MH120300-01A1)의 보조금으로 지원되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/11/241107193111.htm