[더테크 이지영 기자]  KAIST 연구진이 우리 뇌 속에서 과거 기억과 최신 기억 사이를 전환하며 필요한 정보를 선택하는 핵심 ‘신경 스위치’를 세계 최초로 규명했다. 이번 연구는 치매와 인지저하 환자의 기억력 감퇴와 인지 유연성 저하 치료에 새로운 가능성을 제시했다.

KAIST 생명과학과 한진희 교수 연구팀은 기억과 학습을 조절하는 뇌 영역인 내측중격(Medial Septum)과 기억 정보를 처리하는 내측내후각피질(Medial Entorhinal Cortex)을 연결하는 특정 신경 회로가 최신 기억을 선택적으로 불러오는 핵심 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다고 17일 밝혔다.

인간의 뇌는 새로운 경험이 생길 때마다 기존 기억을 수정하고 최신 정보를 반영한다. 예를 들어 더 좋은 식당 경험을 하면 기존 기억을 업데이트해 새로운 판단 기준으로 활용한다. 연구팀은 이러한 기억 전환 과정이 어떤 원리로 작동하는지 규명하는 데 집중했다.

연구 결과, 내측중격의 특정 신경세포가 내측내후각피질로 신호를 보낼 때 실험동물은 최신 기억을 더 효과적으로 떠올리는 것으로 나타났다. 반면 연구팀이 빛을 이용해 해당 신경 회로를 차단하자 실험동물은 새로운 정보를 활용하지 못하고 과거 방식대로 행동했다.

특히 기억 저장 핵심 역할을 하는 해마의 신경 활동 역시 과거 상태로 되돌아가는 현상이 관찰됐다. 이는 해당 회로가 여러 기억 중 현재 상황에 필요한 최신 정보를 선택하는 ‘신경 스위치’ 역할을 수행한다는 의미다.

연구팀은 뇌의 활성 상태와 기억 수행 능력의 관계도 함께 분석했다. 뇌는 학습과 집중 시 활성화되는 ‘온라인 상태(세타파)’와 휴식 상태인 ‘오프라인 상태(델타파)’를 반복적으로 오간다.

분석 결과, 온라인 상태가 길게 유지될수록 최신 기억 인출 능력이 높아졌고, 반대로 온라인과 오프라인 상태 전환이 잦을수록 기억 수행 능력이 크게 저하됐다. 연구팀은 뇌 리듬과 활성 상태가 기억 인출 효율을 결정하는 중요한 신경학적 지표라고 설명했다.

이번 연구는 뇌가 과거 기억을 유지하면서도 새로운 정보를 유연하게 반영하는 메커니즘을 규명했다는 점에서 의미가 크다. 연구진은 향후 알츠하이머병과 치매 환자의 기억력 감퇴 및 인지 유연성 저하 치료 기술 개발로 이어질 수 있을 것으로 기대하고 있다.

한진희 교수는 “기존에는 기억 인출을 저장된 흔적을 단순 재생하는 과정으로 이해했지만, 이번 연구를 통해 뇌가 경쟁하는 기억들 사이에서 최신 정보를 능동적으로 선택하는 조절 시스템을 갖고 있다는 사실을 입증했다”고 말했다.