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뇌 속 ‘기억저장 시냅스’ 발견…70년전 가설 韓과학자 최초 증명

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  • 류준영 기자
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  • 2018.04.27 03:00
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서울대 강봉균 교수팀 주도…“치매 등 기억 관련 질병 치료 새 이정표”

(왼쪽) 해마의 신경세포들 중에서 기억저장 세포를 빨간색으로, 그렇지 않은 세포들을 하얀색으로 표시하였다. 이 때 기억저장 세포의 수상 돌기의 시냅스 중에서 노란색 형광표지를 가지는 시냅스가 기억저장 시냅스이다. (검정 화살표로 표시됨.)<br> <br>(오른쪽) Dual-eGRASP를 이용하여 시냅스들을 구분하여 표지한 예시 이미지 및 3D 모델링. 빨간색 수상돌기 위의 노란색 표지가 있는 지점이 기억저장 시냅스들이 있는 곳이다/사진=서울대
(왼쪽) 해마의 신경세포들 중에서 기억저장 세포를 빨간색으로, 그렇지 않은 세포들을 하얀색으로 표시하였다. 이 때 기억저장 세포의 수상 돌기의 시냅스 중에서 노란색 형광표지를 가지는 시냅스가 기억저장 시냅스이다. (검정 화살표로 표시됨.)<br> <br>(오른쪽) Dual-eGRASP를 이용하여 시냅스들을 구분하여 표지한 예시 이미지 및 3D 모델링. 빨간색 수상돌기 위의 노란색 표지가 있는 지점이 기억저장 시냅스들이 있는 곳이다/사진=서울대
서울대 생명과학부 강봉균 교수 연구팀이 시냅스를 종류별로 구분하는 기술을 개발, 뇌에서 기억이 저장되는 ‘기억저장 시냅스’를 찾았다고 27일 밝혔다.

시냅스는 두 신경세포 사이의 신호를 전달하는 연결지점을 말한다. 신경계의 기능적 최소 단위로 한 신경세포에는 수천 개의 시냅스가 있다.

70여 년 전 캐나다 심리학자인 도널드 헵은 두 신경세포 사이의 시냅스에 기억이 저장된다는 가설을 제시했다. 학계도 그의 가설을 유력하게 받아들였지만 실험으론 밝혀내지 못했다.

서울대 연구팀은 이 가설을 증명하기 위해 한 신경세포의 수천 개의 시냅스들을 종류별로 구분할 수 있는 기술 ‘듀얼(dual)eGRASP’을 개발했다.

이 기술은 수많은 시냅스들을 구분 가능한 청록색, 노란색 등 두 가지 형광색으로 각각 표지해 시냅스를 두 종류로 구분할 수 있게 해준다.

우리의 기억을 담당하는 부위는 뇌 양측 측두엽에 위치한 해마다. 연구팀은 듀얼eGRASP를 생쥐 해마에 적용한 후 공포기억을 학습시켜 시냅스들을 분석했다.

강봉균 교수/사진=서울대
강봉균 교수/사진=서울대
그 결과 기억저장 세포들 사이 시냅스의 수상돌기 가시 밀도와 크기가 증가했다는 것을 관찰했다. 이는 곧 ‘기억저장 시냅스’를 찾아냈다는 얘기이다. 또 공포기억이 강할수록 이런 변화가 커지는 것을 관찰했다. 이는 기억저장 시냅스를 찾았다는 연구팀의 주장을 뒷받침한다.

강 교수는 “이 연구는 앞으로 치매, 외상후스트레스 장애 등 기억 관련 질병 치료에 새로운 이정표를 제시할 것”이라고 말했다. 이번 연구성과는 국제학술지 ‘사이언스’ 27일자에 게재됐다.



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