뇌가 두려움 기억을 긴 기억으로 옮기는 방법

기억이 어떻게 인코딩되고, 저장되고, 검색되는지는 신경과학에서 가장 집중적으로 연구되는 주제이며, 해마라고 불리는 뇌 구조가 이러한 과정에서 중요한 역할을 한다는 것은 잘 알려져 있습니다.

기억은 장기 저장을 위해 전두엽 피질(PFC)로 전달되며, 시간이 지남에 따라 기억의 검색은 PFC에 더 의존하고 해마에는 덜 의존하게 된다는 것이 널리 알려져 있습니다. 그러나 이에 대한 증거는 현재까지 거의 없습니다.

Nature Neuroscience에 발표된 연구에 따르면 PFC 회로의 시냅스 변형이 쥐의 공포 기억을 장기간 저장하고 회상하는 데 실제로 기여한다는 사실이 밝혀졌습니다.

해마가 기억에 중요한 역할을 한다는 사실은 1950년대부터 유명한 기억상실증 환자 HM에 대한 선구적인 연구를 통해 알려졌습니다. 최근에는 진보된 기술을 통해 기억이 해마 회로 내 특정 시냅스 연결의 강화에 의해 암호화된다는 사실이 밝혀졌습니다. 그들의 리콜에는 동일한 회로의 재 활성화가 포함됩니다.

공포 기억의 인코딩에는 편도체의 조화로운 활동도 포함됩니다. 일부 연구에서는 PFC 뉴런이 원격 공포 기억을 통합하는 데 관여한다고 제안하지만, 그렇게 하는 방법에 대한 정확한 메커니즘은 지금까지 확인되지 않았습니다.

캘리포니아 대학교 리버사이드 캠퍼스의 이지혜 팀은 활성화될 때 뉴런이 형광을 발하는 유전자 조작 쥐를 만들었습니다. 연구자들은 패턴이 있는 벽과 특정 냄새가 나는 우리에 쥐를 넣고 약한 전기 충격을 가했습니다.

이런 맥락에서 반복적으로 충격을 받자 동물들은 그것을 두려워하는 법을 배웠습니다. 결국, 쥐들은 우리에 넣어졌을 때 충격을 받지 않았음에도 불구하고 얼어붙는 행동을 보였습니다. 그들은 컨디셔닝을 실시한 지 한 달 후에도 여전히 이러한 행동을 보였습니다.

동물의 뇌를 조사한 결과 이러한 상황에 따른 공포 조건화는 PFC, 해마 및 편도체의 뉴런을 활성화하여 함께 공포 기억 "엔그램"을 형성하는 것으로 나타났습니다. PFC 뉴런의 인공적인 활성화만으로도 공포 엔그램의 회상이 유도되었으며, 이는 동결 행동을 통해 입증되었습니다.

공포 기억을 인코딩한 후 한 달이 아니라 일주일이 아닌 동일한 PFC 뉴런의 침묵은 회상을 억제하여 이러한 세포가 통합 및 나중에 회상에 필요하지만 단기 회상에는 필요하지 않음을 시사합니다.

추가 조사에서는 "원격" 기억이 PFC 뉴런 사이의 시냅스 연결의 점진적인 강화에 의존한다는 사실이 밝혀졌습니다. 반대로, 전기충격을 받지 않고 같은 환경으로 반복적으로 돌아오면 나타나는 공포기억의 소멸은 세포간의 연결을 약화시켰다.

마지막으로 연구자들은 해마의 엔그램 세포를 침묵시키면 공포 엔그램이 다시 활성화되는 것을 방지한다는 사실을 발견했습니다. 이는 기억 강화를 위해서는 PFC의 엔그램을 강화하기 위해 해마의 지속적인 활동이 필요함을 시사합니다.

따라서 공포 기억을 장기간 저장하려면 PFC 회로의 강화가 필요하며 이는 해마의 지속적인 입력에 따라 달라집니다.

연구원들은 이제 PFC 회로를 약화시키면 공포 기억의 원격 회상을 억제할 수 있는지 여부를 조사할 계획입니다. 이러한 전략은 환자가 과거에 대한 침해적이고 지속적인 기억을 경험하는 외상후 스트레스 장애(PTSD) 치료에 도움이 될 수 있습니다.