사람의 해마에는 치아이랑, CA3, CA1이 있고, 연결된 상대를 활성화하는(전기 신호를 발신하기 쉽게 하는) 신경 세포만도 약 1600만 개나 있다고 한다. 이들 조합은 무한은 아니라도 충분히 방대하다고 생각된다. - P137
어떤 신경 세포에서 근육으로, 또는 다른 신경 세포로 신호가 전해질 때의 접속부를 ‘시냅스(연접)‘라고 한다. - P138
기억에는 시냅스의 변화가 필요하다 - P138
시냅스에서 아주 짧은 시간에 반복된 신호가 보내지면 전달 효율이 높아지고, 그 상태가 며칠 동안 유지되는 현상 - P138
시냅스의 전달 효율은 유연하게 바뀌며, 변화 후의 상태가 유지된다[가소성(可塑性)]. 이것이 기억을 만드는 메커니즘의 하나 - P138
송신측과 수신측에서 만드는 접속부 전체를 ‘시냅스‘라고 한다. 감각기 -> 뇌, 해마 -> 대뇌 피질, 척수-> 근육 등, 시냅스는 다양한 조합으로 만들어진다. - P138
신경 세포의 축삭은 전기 신호를 전달한다. 전기 신호가 축삭의 말단부에 도달하면, 축삭의 바깥쪽에 있는 칼슘 이온이 세포막에 있는 이온 채널(전달 통로)을 통해 안쪽으로 흘러 들어온다. 축삭의 말단부에는 신경 전달 물질이 들어있는 ‘주머니‘인 시냅스 소포가 있다. 칼슘 이온이 흘러들어오는 것을 계기로 시냅스 소포는 축삭의 말단부의 세포막과 융합해 내용물이 밖으로 방출된다. - P138
송신측에서 신경 전달 물질이 방출되면, 수신측에서는 이온 채널이 그것을 받아들일 관문을 열어 이온이 안으로 흘러들어온다. 먼저 AMPA 수용체를 통해 나트륨 이온이 흘러들어온다. 이어서 NMDA 수용체를 통해 칼슘 이온도 들어온다. 이들에 의해 전기 신호가 발생한다. - P139
수신측 신경 세포에는 표면에서 작용하는 AMPA 수용체 외에도 내부에 ‘재고‘가 있다. NMDA 수용체를 통해 칼슘 이온이 흘러들어오는 것을 계기로 ‘재고‘는 신경세포의 표면에서 사용된다. - P139
AMPA 수용체가 수신측의 표면에서 늘어나면 나트륨 이온의 유입량이 늘어난다. 따라서 신경 전달 물질을 받아들였을 때 신호가 잘 전해진다. 이 효과는 적어도 몇 시간 동안 계속된다. - P139
신경 세포의 가지 돌기에는 시냅스의 수신측이 되는 ‘스파인(spine)‘이라는 조그만 돌기가 무수히 있다. 전기 신호의 ‘소자‘에는 흐르는 전류를 조정하는 것이 있는데, 스파인은 뇌의 기억 회로에서 신호의 흐름을 조정하는 소자로 여겨진다. - P140
"최근에는 몇 개의 커다란 스파인으로부터 신호가 입력되는 것만으로도, 입력을 받은 신경 세포에 충분히 전기 신호를 발생시킬 수 있다고 알려졌다." - P140
스파인은 늘어나거나 줄어들거나, 커지거나 작아지는 등, 시시각각으로 변하고 있다. - P140
"스파인이 커지면 많은 전기가 그곳을 흐르게 된다. 넓은 도로에서 교통이 활발해지는 것과 비슷하다." - P141
스파인은 기억과 학습에 따라 증가하고 커진다. - P141
Rotarod test(로터로드 테스트) : 쥐 등을 회전하는 막대 위에 올려놓고 서서히 회전 속도를 높여, 쥐가 떨어질 때까지의 시간을 측정하는 실험이다. - P141
스파인에 의해 신호의 흐름이 변하는 것이 복잡한 기억과 학습을 가능케 한다고 여겨진다. - P141
해마를 포함한 대뇌 피질과 근육의 움직임 조절 등에 관여하는 선조체(線條體)에 많은 스파인을 가진 신경 세포가 많다는 사실이 알려져 있다. - P140
기억에는 해마 이외의 영역도 필요하다 - P142
기억에는 종류가 있으며, 그 모든 것을 해마가 담당하는 것은 아니라는 점 - P142
해마가 매우 중요한 역할을 하는 ‘일화기억(에피소드 기억)‘에 대해, 해마가 거의 관여하지 않는 ‘의미 기억(semancticmemory)‘이 있다. - P142
의미 기억은 뇌 겉면에 있는 대뇌 피질 안, 특히 측두부에서 두정부에 걸친 영역(측두엽)에 간직된다고 한다. - P143
"의미 기억은 사실 바탕은 일화 기억에서 만들어진다. 예를 들어 오래전에 부모가 아이에게 바나나를 처음으로 먹였다고 하자. 아이는 그것이 무엇인지 모르지만, 먹어보면 맛있고 그리고 그것은 노랗다. 이런 일화(episode)를 여러 차례 반복하는 가운데 ‘바나나는 노랗다‘는 점만 공통 사항으로 골라진 것이다. 의미 기억이라는 것은 모두 그런 것이다." - P143
일화 기억에서 의미 기억은 어떻게 만들어질까. ...(중략)...해마에서 처리할 수 없게 되어, 뇌의 겉면에 있는 대뇌 피질로 기억이 전송된다고 한다. - P143
해마는 시각 영역 등이 있는 대뇌 피질의 측두부(측두엽)를 비롯해 여러 영역에서 정보를 받아 사건을 기록한다. 이때 해마의 신경 세포 활동 패턴은 이른바 뇌의 깊은 잠(논렘수면) 사이에 해마에서 ‘재현‘된다. 그리고 그와 같은 활동 패턴이 차츰 대뇌 피질의 측두엽 등에서 보여지게 된다고 한다. 이것이 해마에서 측두엽 등의 ‘저장고‘로 기억이 전송되는 과정이라는 가설이 세워져 있다. - P142
측두엽 : 대뇌 피질 가운데 옆쪽에 자리한 부위. 측두엽은 주로 청각 처리에 관여하고 있다. 또 음성과 문자의 의미를 이해하는 작용을 담당하는 것으로 생각된다. - P143
후두엽 : 대뇌 피질 가운데 뒤쪽에 자리한 부위. 눈에서 오는 신호를 제어하는 ‘시각 영역‘의 대부분은 후두엽에 있으며, 시각 정보를 최초로 처리한다. - P143
전두엽 : 대뇌 피질 가운데 앞쪽에 자리한 부위, 전두엽에는 몸의 움직임을 관장하는 ‘운동 영역‘이 있어 보행 등의 운동을 조절한다. 또 이성적인 사고와 감정을 조절한다. - P143
두정엽 : 대뇌 피질 가운데 위쪽에 자리한 부위, 두정엽은 감각 정보를 통합한다. 또 두정엽의 일부는 시각 처리에 관여하며 특히 물체의 위치와 방향 등을 파악하는 데 중요한 부위이다. - P143
건망증은 증상이 나타난 시점 이후의 새로운 사건을 기억하지 못하는 ‘전향성 건망증‘과 증상 이전의 과거를 떠올리지 못하는 ‘역행성 건망증‘ 두 가지로 크게 분류되며, 보통은 이 두 가지로 나타난다. - P143
"드라마의 주제가 되는 ‘기억 상실‘은 자기 자신과 관련된 기억에 대한 선택적 역행성 건망증으로, 심인성 건망증의 일종이다." - P143
"의미 기억 가운데 동물이나 탈것, 인물이라는 특정 범주만을 모르게 되는 경우도 있다. 예를 들어 ‘코끼리‘라는 단어를 모를 뿐만 아니라 ‘코끼리‘가 무엇인지 모르는 것이다." 이 신기한 현상은 헤르페스 바이러스가 중추 신경에 침입한 ‘헤르페스 뇌염‘ 등에서 볼 수 있다고 한다. - P143
뇌 안, 특히 측두엽에는 네트워크로서 의미 기억이 저장되어 있는데, 어떤 영역에서는 ‘생물‘, 다른 영역에서는 ‘무생물‘ 이라는 형태로 영역별로 대충 네트워크가 나누어져 있다. 뇌염이 어떤 영역을 침범했는가에 따라 모르게 되는 범주가 다르다고 생각된다. - P143
기억은 저장되는 시간으로도 분류된다. 신경과학 분야에서는 시간에 따라 기억을 수십 초 이내라고 여겨지는 ‘즉시 기억‘, 그리고 ‘근시 기억, 거의 영구적이라고 생각되는 ‘원격 기억‘의 3가지로 분류한다(단기 기억과 장기 기억 2가지로 분류하는 경우도 있다). 특히 근시 기억에 대해서는 명확한 시간 정의는 없다고 한다. - P144
해마가 담당하는 것은 대개 근시 기억이다. "쥐도 1~2주일 정도, 어떤 일화 기억을 해마에 저장하고 있다. 인간은 훨씬 길게, 1개월, 2개월 정도, 해마를 사용해 일화 기억(에피소드 기억)을 저장하고 있다." - P144
원격 기억에는 여러 종류가 있다. 그리고 ‘몸이 느낀다‘고 표현되는 자전거를 타는 법이나 운동 방법 등도 일단 기억하면 좀처럼 잊지 않는다. 이것들을 ‘절차 기억‘이라고 하며, 이 기억에는 대뇌 뒤쪽에 있는 소뇌와 선조체가 관여한다. - P145
장기 기억 혹은 원격 기억은 대뇌 피질에 저장된다. "쥐의 경우, 1개월, 2개월 저장되는 장기 기억에는 대뇌 피질에서 해마와 비슷한 세포의 연계(connectivity)가 사용된다고 생각된다. 이것은 아마도 매우 기초적인 메커니즘으로, 뇌 안에서는 기억에 모두 연계가 사용되는 것으로 생각된다." - P145
일화 기억(에피소드 기억) : 개인의 경험과 사건에 근거한 기억. 해마가 없으면 새로운 사건을 기억할 수 없다. - P144
의미 기억 : 언어의 의미와 수식, 연호 등 이른바 지식이라고 하는 기억. - P144
절차 기억 : 특정 운동의 기술과 자전거를 타는 법 등, 몸을 움직이는 방식에 관한 기억. 이런 종류의 기억은 해마가 없더라도 기억될 수 있다. - P144
이전에는 어른의 뇌에서는 신경 세포는 새롭게 만들어지지 않는다고 생각되었지만, 사실 해마 등에서는 평생 동안 신경 세포가 만들어진다. 해마에서 새롭게 만들어진 신경 세포는 해마의 신경 세포에 결합되어 장기 기억의 형성에 관여하고 있음이 밝혀졌다. - P145
신경 세포의 탄생이 활발한 쥐일수록, 일화 기억이 대뇌 피질로 옮겨져 해마의 활동과는 무관해질 때까지의 시간이 짧아진 것이다. 반대로 신경 세포의 탄생이 억제된 쥐는 그 시간이 길어진다. - P145
해마의 새로운 신경 세포는 치아이랑(치상회)에서 만들어진다. 치아이랑 안에는 자신과 다른 종류의 세포를 만들어 내는 능력을 지닌 ‘줄기 세포‘에 가까운 ‘타입 1 세포‘ 가 있다. 이 세포는 돌기를 잃고 신경 세포 직전 단계에 해당하는 ‘타입 2 세포‘로 변해 분열을 되풀이한다. 1-2주일 정도에서 신경 세포가 생기고, 생긴 다음 2~3주 동안의 성숙 과정에서 다른 신경세포로부터의 신호를 받게 된다. 그리고 생긴 지 4~8주 후에는 성숙한 신경 세포가 된다. - P145
특정 신경 세포만을 골라 흥분시키는, 광유전학 기술(optogenetics) - P146
기억은 육체의 현상이 아니라 이른바 마음의 현상입니다. - P146
수정란 단계에서 다른 생물종의 유전자(DNA)를 삽입하는 기술이 유전자 이식(transgenic)이다. 특히, 특정 유전자가 작용하지 않게 하는 경우를 ‘녹아웃(knockout) 법‘이라 한다. - P146
‘기억 흔적 이론(engram theory)‘이라는 가설이 100년 전부터 있었습니다. 그에 따르면, 어떤 일을 기억했다는 것은 다음과 같은 것입니다. ‘해마에 국한하지 않고 뇌의 어딘가에서 어떤 세포군이 먼저 활성화한다. 그 결과, 그 세포군 안에서 지금까지 없었던 화학 변화가 일어난다. 그 변화가 바로 사라지는 것이 아니라, 잠시 동안 유지된다.‘ 이것은 기억의 저장에 해당합니다. - P147
물리적 혹은 화학적인 변화가 세포군에 ‘흔적‘으로 남는다 - P147
최초 기억을 만들 때 세포군이 활성화하지만(전기 신호를 발생시켜 전달하는), 그 세포군은 기억을 만든 다음에도 계속 활성화해 있는 것은 아닙니다. 그렇지만, 기억의 내용과 관련된 무엇인가의 자극이 외부에서 주어지면, 그 자극을 이용해 기억을 만들었을 때 활성화한 세포군이 다시 한 번 활성화합니다. 그것이 기억의 상기라는 가설이 바로 ‘기억 흔적 이론‘입니다. - P147
기억을 떠올릴 때는 기억과 관련된 자극이 조금 들어오면, 그 자극이 마중물이 되어 그 기억 세포 전체가 활성화합니다. 약간의 자극(trigger)만을 주어 기억이 떠오르게 하는 것입니다. - P148
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