기억이 안 날 때 뇌 변화, 기억 세포보다 중요한 1가지
기억이 안 날 때 뇌 변화, 기억은 사라진 것이 아닐 수 있습니다
기억이 안 날 때 뇌 변화는 단순한 노화나 집중력 부족의 문제가 아닐 수 있습니다. 기초과학연구원에서 발표한 이번 연구는, 우리가 일상에서 자주 겪는 기억의 공백을 전혀 다른 관점에서 해석하게 만듭니다. 분명히 알고 있던 정보가 어느 순간 전혀 떠오르지 않는 경험은 누구에게나 반복됩니다. 이때 대부분은 기억 자체가 사라졌다고 생각하지만, 뇌과학은 다른 가능성을 제시합니다.
기억은 여전히 존재하지만, 그 기억으로 이어지는 연결이 약해졌을 수 있다는 설명입니다. 이처럼 기억이 안 날 때 뇌 변화는 기억을 저장하는 과정의 문제가 아니라, 기억을 꺼내는 뇌 내부 조건과 깊이 연결되어 있을 가능성을 시사합니다.
기억이 안 날 때 뇌 변화는 단순한 노화나 집중력 부족이 아니라, 기억을 꺼내는 뇌 내부 조건과 깊이 연결되어 있을 수 있습니다.
기억은 저장보다 연결에서 완성됩니다
기억은 하나의 장소에 보관되는 정보가 아닙니다. 특정 경험을 할 때 함께 활성화된 신경세포 집단이 기억의 흔적을 이루고, 이를 신경과학에서는 엔그램 세포라고 부릅니다.
그러나 엔그램 세포가 존재한다고 해서 기억이 자동으로 떠오르지는 않습니다. 기억이 실제 행동과 말로 나타나기 위해서는, 이 세포들 사이를 잇는 연결 구조가 충분히 형성되어야 합니다.
즉 기억이 안 날 때 뇌 변화는, 기억 저장 실패가 아니라 기억 인출 경로 약화일 가능성이 큽니다.
이번 연구가 주목한 핵심은 엔그램 시냅스입니다
신경세포와 신경세포 사이에서 신호가 전달되는 접합부를 시냅스라고 합니다. 연구진은 수많은 시냅스 중에서도, 엔그램 세포와 엔그램 세포를 직접 연결하는 시냅스에 주목했습니다.
공포 기억을 형성한 뒤 뇌 회로를 분석한 결과, 학습 이후 변화는 무작위로 나타나지 않았습니다. 엔그램 세포들 사이의 시냅스에서만 연결 수가 늘고, 구조가 강화되는 변화가 선택적으로 관찰되었습니다.
이 결과는 기억이 안 날 때 뇌 변화가 전체 뇌 기능 저하가 아니라, 특정 기억 회로의 연결 상태 문제임을 분명히 보여줍니다.
연구 핵심 구조를 한눈에 보면 이해가 빨라집니다
▲ 기억이 안 날 때 뇌 변화 엔그램 시냅스 강화와 회상 구조 모식도
이 그림은 기억 형성 이전과 이후, 그리고 단백질 합성 억제 방식에 따라 기억 회상이 어떻게 달라지는지를 요약한 모식도입니다.
학습 후에는 엔그램 시냅스가 강화되어 자연스러운 회상이 가능해지지만, 연결 강화가 충분히 이루어지지 않으면 기억은 남아 있어도 행동으로 잘 드러나지 않을 수 있습니다.
단백질 합성을 막으면 연결 강화가 달라졌습니다
연구진은 학습 직후 단백질 합성 억제제를 투여해, 시냅스 강화가 기억 회상에 어떤 영향을 주는지 확인했습니다.
단 한 번만 억제했을 때는 시냅스의 구조적 성장은 줄었지만, 연결 수 일부는 유지되었습니다. 이 경우 자연스러운 회상은 약해졌지만, 엔그램 세포를 인위적으로 자극하면 기억 반응이 다시 나타났습니다.
반면 단백질 합성을 반복적으로 억제했을 때는 시냅스 수와 구조 강화가 모두 차단되었고, 자연 회상과 인위 회상 모두 크게 감소했습니다.
이는 기억이 안 날 때 뇌 변화가 단계적으로 진행될 수 있음을 보여주는 중요한 결과입니다.
현미경 이미지로 확인된 시냅스 변화
▲ 기억이 안 날 때 뇌 변화 dual-eGRASP 시냅스 이미지 비교
이미지는 평소 상태, 단회 투여, 반복 투여 조건에서 엔그램 유래 시냅스와 비엔그램 유래 시냅스를 비교한 것입니다.
단백질 합성을 반복적으로 억제했을 때 엔그램 시냅스의 밀도와 구조가 현저히 줄어든 점이 시각적으로 확인됩니다. 기억이 안 날 때 뇌 변화가 실제 구조 변화로 관찰되었다는 점에서 의미가 큽니다.
조건별 결과를 표로 정리하면 다음과 같습니다
| 조건 | 엔그램 시냅스 변화 | 자연 회상 | 인위 회상 |
|---|---|---|---|
| 학습 후 정상 상태 | 수와 구조 모두 증가 | 유지 | 유지 |
| 단백질 합성 단회 억제 | 수 일부 유지, 구조 감소 | 감소 | 유지 경향 |
| 단백질 합성 반복 억제 | 수와 구조 모두 차단 | 현저히 감소 | 현저히 감소 |
이 결과가 우리에게 주는 메시지는 분명합니다
기억이 떠오르지 않는다고 해서, 그 기억이 완전히 사라졌다고 단정할 수는 없습니다. 저장은 되어 있지만, 접근 경로가 약해진 상태일 수 있습니다.
이 관점은 학습 저하, 시험 불안, 기억장애를 바라보는 시선도 바꿉니다. 더 많이 외우는 것보다, 이미 알고 있는 정보를 다시 꺼내는 연습이 중요한 이유가 여기에 있습니다.
기억이 안 날 때 뇌 변화는 개인의 문제라기보다, 뇌 연결 상태가 보내는 신호일 수 있습니다.
연구진 및 논문 정보
▲ 기억이 안 날 때 뇌 변화 연구진 강봉균 홍일강 김연준
- 강봉균 – 기초과학연구원 기억 및 교세포 연구단 단장, 교신저자
- 홍일강 – 기초과학연구원 기억 및 교세포 연구단 박사후연구원, 제1저자
- 김연준 – 기초과학연구원 기억 및 교세포 연구단 박사후연구원, 제1저자
- 저널: PNAS
- 논문명: Protein Synthesis Blockade Prevents Fear Memory Reactivation via Inhibition of Engram Synapse Strengthening
- 논문 링크: PNAS 논문 원문 보기
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맺음말
이번 연구는 기억이 단순히 저장되는 것이 아니라, 연결을 통해 살아 움직인다는 사실을 다시 한 번 보여줍니다.
기억이 막히는 순간은 좌절의 이유가 아니라, 기억을 다루는 방식을 점검해야 한다는 신호일 수 있습니다. 기억이 안 날 때 뇌 변화는 우리에게 기억을 더 잘 이해하고 다루기 위한 새로운 기준을 제시합니다.