두려운 기억을 즐거운 기억으로 뒤집는다.

       

두려운 기억을 즐거운 기억으로 뒤집는다.  정신과 두뇌 / 과학  2014/08/29 09:00 http://blog.naver.com/hansyoo/220106513122 전용뷰어 보기 두려운 기억을 즐거운 기억으로 뒤집는다. 27 August 2014 Last updated at 19:09, By Jonathan Webb, Science reporter, BBC News 기억을 형성하는 뉴런(붉은 색)에 광섬유(검은 색 부분에 삽입)로 자극을 가한다. ​     인위적으로 두뇌 회로를 활성화시켜 부정적인 기억을 긍정적인 기억으로 전환시킨다. 과학자들은 실험용 쥐가 기억하는 나쁜 장소에 대한 기억을 좋은 장소로, 혹은 그 반대로 바꿨다.     쥐가 가봤던 어떤 “장소”에 대한 기억이 저장된 뉴런이 또 다른(혹은 반대의) 정서적 맥락으로 재 활성화되었다. 연상되는 기억이 수정되는 것이다. 외상(트라우마) 기억이 있는 인간에게 적용할 가능성은 없지만, 그러나 이번 연구는 정서적 기억이 어떻게 형성되고 변화하는지 세부적인 내용을 밝혀준다. 이번 연구 결과는 저널 네이처에 발표되었다.     점진적인 발전    이번 논문의 수석저자이자 미국 매사추세츠 리켄-MIT(Riket-MIT)의 신경회로유전학센터(Center for Neural Circuit Genetics)의 스스무 토네가와(Susumu Tonegawa) 교수에 의하면, 정서(emotion)란 과거의 사건이나 에피소드(사건이 연결되어 줄거리가 구성되는 것)의 기억과 밀접하게 연관되지만, 그러나 그 베일런스(valence, 값), 즉, 기억의 정서적 가치는 변할 수 있다고 한다.    예를 들자면 특정 거리를 두렵게 만드는 노상강도나 혹은 편안한 해변 같이 더 없이 행복한 휴일을 생각해 보라.    이 같은 정서적 연상이 새롭고 대조적인 경험으로 변할 수 있다는 것을 우리 모두는 알고 있다. 예를 들어 해변의 좋은 추억이 상어의 출현으로 으스스한 것으로 바뀔 수 있다.    치료 전문가들은 이미 이 같은 변화 가능성을 이용하여 외상(트라우마) 환자나 우울증 환자들을 치료한다. 부정적인 연상을 긍정적인 것으로 바꾸려 노력하는 것이다. 토네가와 연구팀은 두뇌 내부에서 이 같은 일이 일어나도록 하는 일부 네트워크 연결고리를 끊었다. 2년 전 그들은 실험용 쥐에 새로이 주입되는 두려운 기억을 저장하는 세포를 밝혀내고 나중에 해당 기억을 다시 되살릴 수 있었다. 2013년 그들은 이 기억에 라벨을 부여하고 나중에 작은 전기 충격을 가하여 재 활성화시켰다. 원래 장소에 가짜로 두려운 연상을 만들어 주었다. 그런데 이제 연구팀은 두려움과 즐거움, 상반되는 극단적인 기억 내용으로 정서적 스위칭을 가능케 할 수 있었다.     재결합    수컷 쥐에게 부정적인 경험이 주어진다. 특정 장소(방)에 들어서면 작은 전기 충격을 가해지는데, 해당 기억을 저장하는 뉴런에는 “광유전학(optogenetics)”을 이용하여 라벨이 붙여진다. 광섬유와 광유전학(Optogenetics) 광유전학: 뇌세포 스위칭 ● 2000년대 초 파리 실험에서, 그리고 나중에 쥐 실험에서 발전됨 ● 현재는 전 세계 신경과학 실험실에서 사용됨 ● 연구원들은 뉴런(뇌세포)을 유색 광으로 제어할 수 있다. ● 유전자적으로 빛에 민감한 이온 채널을 설치하는데 전하의 흐름을 변화시키고 뉴런을 활성화시키거나 혹은 조용하게 만든다. ● 빛을 전달하려면 광섬유를 사용한다. 광섬유를 두뇌에 이식한다. ● 과거보다 훨씬 정밀한 기술이다. 과거에는 두뇌 일부에 전류 자극을 가했다. ● 특정 뉴런을 활성화(on 상태) 시키며, 서로 다른 색의 빛에 반응하는 많은 채널을 활성화 또는 비활성화 상태로 만드는데 이용될 수 있다. ● 곧 노벨상이 주어질 가능성이 있다.    광유전학은 쥐의 뉴런에 스위치를 설치할 수 있으며, 따라서 마음대로 활성화 상태로 만들 수 있다. 자극을 가하는 것은 청색광인데, 광섬유를 통해서 두뇌에 주사된다.    다음날 전과는 다른 방에 쥐를 넣고는 원래의 두려운 기억을 재 활성화시키기 위해서 라벨이 붙여진 쥐의 뉴런에 자극을 가한다. 쥐에게 청색광의 on-off 상태를 선택하도록 하자, 쥐는 Off 상태를 선택했다.    그러나 다음으로 연구원들은 라벨이 붙여진 뉴런에 긍정적인 정서적 큐(이를테면 수컷 쥐에게는 암컷 쥐)를 주면서 자극을 가했다. 저장된 기억의 정서적 연관성을 뒤집으려는 시도였다.    같은 선택이 주어지자 이번에는 쥐가 청색광이 on 상태가 되기를 원했다. 원래의 기억 내용이 바뀌어 이제는 좋은 기억이 되었다.    그런데 중요한 것은 원래의 방으로 쥐가 돌아갔을 때, 두뇌에 가한 자극이 없는 상태에서 쥐는 한 차례 훈련으로 두려움이 적어졌다는 것이다. 그 방에 대한 기억이 변하여 좋은 쪽으로 개선된 것이다.    전체 프러시저(절차)가 반대 방향으로도 연구되었다. 긍정적인 기억으로 시작하여 인위적으로 부정적인 기억으로 뒤집었다. 수컷 쥐가 암컷 쥐를 만나는 동안 인위적으로 두려운 기억을 재 활성화시키면 연상되는 두려움이 감소 내지는 제거된다. ​    연구팀은 두뇌 곳곳에 광유전학 스위치를 설치함으로써, 공간 정보를 저장하는 해마 조직과 정서적 반응을 구동하는 소뇌 편도체 사이의 연결 상태를 수정하면 기억이 변화하는 것을 밝혔다.    과학자들은 이제 해마의 뇌세포에 저장된 장소 기억(place memory)이 소뇌 편도체(amygdala) 이곳저곳의 뉴런들과 통신하여 좋고 나쁜 정서를 불러내는 것을 밝혔다. 그리고 실험에서 그 연결 상태를 바꾸어 원래 저장된 기억으로부터 바뀐 정서적 반응이 나오도록 했다.     쥐와 인간    그러나 쥐의 두뇌 속에 청색광을 주사해서 만들어진 인위적 기억이 우리가 아는 그런 종류의 기억인지 알기는 어렵다.    에든버러(Edinburgh) 대학의 저명한 기억연구가 리차드 모리스(Richard Morris) 교수는 쥐에게 뭘 생각하는지 물어볼 수는 없다고 말한다. 대신 만일 이것(청색광)을 켠다면 뭐든 연상되는 것과 관련하여 어떻게 행동할 지 물어볼 수 있다는 것이다.    토네가와 교수 역시 연구팀의 결과에서 쥐의 일관성 있는 행동을 지적한다. 쥐의 행동은 명백히 뭔가를 기억한 결과를 표현하는데, 따라서 기억이라는 감을 쥐도 같고 있다고 가정한다고 그는 말한다. 기억 정보를 저장하고 있는 쥐의 두뇌 세포(붉은색)가 해마(위쪽)와 편도체(아래쪽) 양쪽으로 라벨이 붙여진다. 위 이미지 좌우의 폭은 실제로는 5mm 미만이다. ​    이번 연구 결과가 사람에게도 직접적으로 적용될지에 대해서 연구원들은 조심스러운 입장이다.    몇 년 더 연구가 필요할 수 있다고 토네가와 교수의 동료인 리돈도(Redondo) 박사는 말했다. 그러나 기술은 빠르게 발전하고 광유전학 도구 역시 계속 진보하고 있다고 그는 말했다.   [출처] 두려운 기억을 즐거운 기억으로 뒤집는다.|작성자 HANS

      - 네이버 블로그 <Physics of Dream>  hansyoo 님의 글 중에서 전재..