한국과학기술연구원(KIST)이 사람의 뇌가 공간과 장소를 기억하는 원리를 밝혀냈다고 29일 밝혔다.
KIST에 따르면 뇌과학운영단 세바스쳔 로열 박사팀은 해마 속 과립세포가 이끼세포 등 다양한 신경 네트워크를 통해 장소를 학습하게 되는 원리를 규명했다.
먼저 연구팀은 해마의 장소 정보 입력 시작 부위로 알려진 치아이랑의 뇌 세포를 관찰해 장소 세포 생성 과정을 연구했다.
과립세포를 관찰한 결과 새로운 공간에 놓였을 때 과립세포 내에 존재하는 장소세포는 사물의 위치 정보를 나타내거나 일정한 간격의 거리의 정보를 나타냈다.
또 점차 공간에 익숙해지고 학습된 후에는 사물의 위치 정보와 거리 정보를 나타내는 세포들은 소멸되고 특정 장소를 나타내는 장소세포들이 점차 늘어났다.
연구팀은 이러한 학습에 따른 점진적 세포 활동의 변화를 신경망 모델중 하나인 경쟁학습 모델을 통해 재현했고 이끼세포 또한 과립세포와 상호작용을 통해 장소 기억에 관여함을 밝혔다.
연구팀은 이끼세포 자신은 공간 학습에 따른 큰 변화는 없었지만 이끼세포의 활동이 과립세포가 사물 위치 정보에서 공간의 위치기억으로 변화하는데 큰 역할을 한다고 밝혔다.
KIST 세바스쳔 로열 박사는 “해마의 역할을 이해하는데 크게 공헌함으로써 인공지능 기반의 신경공학에 기여할 뿐 아니라 기억 상실, 알츠하이머, 인지장애와 같은 해마의 손상과 관련된 뇌 질환을 이해하고 치료 예방하는데 새로운 방향을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요사업으로 수행됐으며 ‘Nature Communications’ (IF: 12.12, JCR 분야 상위 7.75%)에 게재됐다.
