사물을 기억할 수 있게 해주는 새롭게 발견된 뇌 세포를 만나보세요

UBC 연구원들은 인식 기억에서 근본적인 역할을 하는 새로운 유형의 뉴런을 발견했습니다. 즉, 뇌가 새로운 것과 익숙한 것의 차이를 어떻게 등록하고 장기 기억을 형성하는지입니다. 타원형 세포라고 불리는 새로운 세포 유형은 쥐, 인간 및 기타 포유류의 해마에서 발견됩니다. 뉴런을 발견하면 기억이 형성되는 방식과 알츠하이머병, 자폐 스펙트럼 장애 및 간질과 같은 대상 인식과 관련된 뇌 상태의 치료에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.

집 주변을 둘러보면 익숙한 편의시설로 둘러싸인 자신을 발견할 것입니다. 벽에는 가족과 친구들의 사진이, 문 옆에는 낡은 운동화가, 여행 기념품으로 장식된 선반이 있습니다.

이런 사물들은 우리의 기억에 새겨져 우리가 누구인지 형성하고 환경과 일상 생활을 쉽게 탐색하는 데 도움이 됩니다. 하지만 이런 기억은 어떻게 형성될까요? 그리고 알츠하이머병과 같은 파괴적인 상태에서 기억들이 사라지는 것을 막을 수 있다면 어떨까요?

UBC 의학부 과학자들이 퍼즐의 중요한 조각을 막 발견했습니다. 오늘 Nature Communications 에 발표된 연구에서 연구원들은 사물을 기억하고 인식하는 능력에 중심적인 역할을 하는 새로운 유형의 뇌 세포를 발견했습니다.

'타원형 세포'라고 불리는 이 고도로 특화된 신경 세포는 우리가 새로운 것을 접할 때마다 활성화되어 그 사물을 기억에 저장하는 과정을 촉발하고, 우리는 몇 달(혹은 몇 년) 후에도 그 사물을 인식할 수 있습니다.

"사물 인식 기억은 우리의 정체성과 세상과 상호작용하는 방식에 핵심적입니다." 이 연구의 수석 저자이자 UBC의 세포 및 생리 과학 부교수이자 Djavad Mowafaghian Centre for Brain Health의 연구원인 Mark Cembrowski 박사가 말했습니다. "사물이 친숙한지 새로운지 아는 것은 생존에서 일상 생활 기능까지 모든 것을 결정할 수 있으며 기억 관련 질병과 장애에 큰 영향을 미칩니다."

눈에 띄지 않게 숨어 있음

세포체가 달걀과 비슷한 독특한 모양을 하고 있어 이런 이름이 붙었는데, 난형 세포는 인간과 쥐, 그 밖의 동물의 해마에 비교적 적은 수로 존재합니다.

Cembrowski 박사 연구실의 박사과정 학생이자 이 연구의 주저자인 Adrienne Kinman은 마우스 뇌 샘플을 분석하던 중 매우 독특한 유전자 발현을 보이는 작은 신경 세포 군집을 발견하면서 세포의 독특한 특성을 발견했습니다.

"그들은 바로 그 자리에 숨었습니다." 킨먼이 말했다. "그리고 추가 분석을 통해, 우리는 그들이 세포 및 기능 수준에서 다른 뉴런과 상당히 다르다는 것을 알게 되었고, 신경 회로 측면에서도 그렇습니다."

타원형 세포의 역할을 이해하기 위해 Kinman은 쥐의 세포를 조작하여 뇌 내부에서 활동할 때 빛나도록 했습니다. 그런 다음 팀은 소형 단일 광자 현미경을 사용하여 쥐가 환경과 상호 작용할 때 세포를 관찰했습니다.

타원형 세포는 생쥐가 낯선 물체를 마주쳤을 때 불이 켜졌지만, 생쥐가 익숙해지면서 세포는 반응을 멈췄습니다. 다시 말해, 세포는 제 역할을 다했습니다. 생쥐는 이제 그 물체를 기억했습니다.

"놀라운 점은 이 세포들이 새로운 것에 노출되었을 때 얼마나 생생하게 반응하는지입니다. 세포 활동과 행동 사이에 이렇게 명확한 연관성을 목격하는 것은 드뭅니다."라고 킨먼은 말했습니다. "그리고 쥐의 경우, 세포는 물체와의 단 한 번의 만남을 몇 달 동안 기억할 수 있는데, 이는 이 동물들에게는 놀라운 수준의 지속적인 기억입니다."

알츠하이머병, 간질에 대한 새로운 통찰력

연구자들은 이제 난형 세포가 다양한 뇌 질환에서 하는 역할을 조사하고 있습니다. 이 팀의 가설은 세포가 조절되지 않을 때, 너무 활동적이거나 충분히 활동적이지 않을 때, 알츠하이머병과 간질과 같은 질환의 증상을 유발할 수 있다는 것입니다.

"인식 기억은 알츠하이머병의 특징 중 하나입니다. 열쇠가 무엇인지, 사랑하는 사람의 사진이 무엇인지 잊어버립니다. 이런 세포를 조작해서 이를 예방하거나 역전시킬 수 있다면 어떨까요?" 킨먼이 말했습니다. "그리고 간질의 경우, 난형 세포가 과흥분성이 있고 발작 시작과 전파에 역할을 할 수 있다는 것을 보고 있으며, 이는 새로운 치료법의 유망한 표적이 됩니다."

셈브로프스키 박사에게 이 고도로 특화된 뉴런을 발견한 것은 해마가 기억의 여러 측면을 제어하는 ​​단일 유형의 세포만 포함하고 있다는 수십 년간의 기존 생각을 뒤집는 것입니다.

"근본적인 신경과학적 관점에서, 그것은 기억이 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 이해를 정말로 변화시킵니다."라고 그는 말했습니다. "그것은 뇌 안에 학습, 기억 및 인지에 특화된 역할을 하는 다른 발견되지 않은 뉴런 유형이 있을 수 있다는 생각의 문을 엽니다. 그것은 우리가 뇌 건강과 질병에 접근하고 치료하는 방식을 완전히 바꿀 수 있는 가능성의 세계를 만듭니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250212140907.htm