우리의 두뇌는 어떻게 기억을 만들고 검색합니까? Earth.com

Thomas Ryan 박사가 주도한 최근 연구에서는 트리니티 칼리지 더블린 그의 신경과학자 팀은 뇌의 학습 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 밝혀냈습니다. 해당 연구는 저널에 게재되었습니다. 현재 생물학이는 학습이 뇌의 다양한 영역에 있는 특정 엔그램 세포 사이에 새로운 의사소통 패턴을 형성하는 것과 관련이 있음을 보여줍니다.

우리의 두뇌는 끊임없이 적응하고 변화하며 일상 경험에서 얻은 새로운 정보를 통합합니다. 이러한 지속적인 학습 및 기억 형성 과정은 오랫동안 과학자들의 관심을 끌었습니다.

기억 엔그램 세포

Ryan 박사의 연구는 이러한 경험이 어떻게 우리의 뉴런을 변화시켜 새로운 기억을 형성하는지 이해하는 데 중점을 두고 있습니다. 이 과정의 핵심은 기억을 저장하는 뇌의 변화인 “엔그램”을 식별하는 데 있습니다.

“기억 엔그램 세포는 특정 경험에 의해 활성화되고 스스로 변화하여 정보를 통합하여 뇌에 유지하는 뇌 세포 그룹입니다.”라고 Ryan 연구실의 박사후 연구원이자 수석 저자인 Clara Ortega de San Luis는 설명했습니다.

“이러한 기억의 ‘핵심 요소’의 재활성화는 이와 관련된 특정 경험의 회상으로 이어집니다. 문제는 엔그램이 세상에 대한 의미 있는 정보를 어떻게 저장하는가 하는 것입니다.”

연구의 초점

이 질문을 탐구하기 위해 연구자들은 동물들이 서로 유사한 다양한 맥락을 식별하고 연관시키는 방법을 배우는 학습 패러다임을 사용했습니다.

전문가들은 유전적 기술을 사용하여 뇌에 있는 두 개의 서로 다른 엔그램 세포 세트에 두 개의 개별 기억에 대한 라벨을 붙였습니다. 그런 다음 그들은 학습이 진행됨에 따라 이러한 엔그램 세포들 사이에 새로운 연결이 형성되는 것을 모니터링했습니다.

빛으로 뇌세포의 활동을 제어하는 ​​기술인 광유전학(Optogenetics)은 새로 형성된 이러한 연결이 학습에 필요하다는 것을 입증하는 데 사용되었습니다.

학습에 대한 새로운 통찰력

이번 연구에서는 엔그램 세포 사이의 의사소통을 조절하는 시냅스의 특정 단백질과 관련된 분자 메커니즘이 밝혀졌습니다.

이 연구는 엔그램 세포 사이의 시냅스 배선의 변화가 뇌의 기억 저장을 위한 잠재적인 메커니즘이라는 직접적인 증거를 제공합니다.

공부의 중요성

이러한 발견의 중요성에 대해 Ryan 박사는 다음과 같이 말했습니다. “학습이 일어나도록 하는 세포 메커니즘을 이해하는 것은 새로운 기억이 어떻게 형성되거나 기존 기억이 수정되는지 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 새로운 기억이 어떻게 얽혀 있는지 풀기 위한 지식을 발전시키는 데 도움이 됩니다. 형성되어 있다.” 아이디어와 정보를 처리하는 데 필요한 뇌의 기능과 메커니즘.

“21세기 신경과학에서 우리 중 많은 사람들은 기억이 엔그램 세포나 그 하위 구성 요소에 저장되어 있다고 생각하기를 좋아합니다. 이 연구는 세포 내부나 내부에서 정보를 찾는 대신 세포 사이의 정보를 찾아야 하며 학습이 가능하다고 주장합니다. 이는 뇌의 배선도를 변경함으로써 작동합니다. 컴퓨터가 아니라 정교한 조각품에 더 가깝습니다. 즉, 엔그램은 세포에 있는 것이 아니라 “세포가 엔그램에 있습니다”라고 그는 결론지었습니다.

학습 및 기억 세포와 엔그램

앞서 논의한 바와 같이 엔그램 세포는 흔히 기억 흔적이라고 불립니다. 이는 뇌가 기억을 어떻게 인코딩하고, 저장하고, 검색하는지 이해하는 데 핵심적인 개념입니다.

과학자들은 이 세포를 뇌의 신경망 내 기억의 물리적 구현으로 식별합니다. 우리가 뭔가 새로운 것을 배울 때 뇌 활동의 특정한 패턴이 발생하고, 이는 엔그램 세포가 되는 특정 뉴런의 변화로 이어집니다.

엔그램 세포의 형성

엔그램 세포의 형성은 새로운 것을 배우거나 시도하는 것에서 시작됩니다. 인코딩이라고 알려진 이 과정은 뇌의 다양한 영역, 특히 선언적 기억을 담당하는 해마와 감정적 기억을 담당하는 편도체를 포함합니다.

인코딩 과정에서 뉴런 간의 시냅스 연결이 강화되어 이러한 뉴런이 미래에 함께 활성화될 가능성이 높아집니다. “뉴런들이 함께 발사되어 서로 연결된다”는 원리에 기초한 이 현상은 엔그램 세포 형성의 기초가 됩니다.

엔그램 세포와 기억 저장

일단 형성된 엔그램 세포는 기억 저장 및 검색에 중요한 역할을 합니다. 이는 특정 기억에 해당하는 뇌의 물리적, 화학적 변화를 나타냅니다. 우리가 기억을 검색하려고 시도할 때, 뇌는 기억을 인코딩하는 동안 존재했던 동일한 패턴의 신경 활동을 다시 활성화하여 해당 기억과 관련된 엔그램 세포를 효과적으로 “밝게” 합니다.

엔그램 세포와 학습

학습에는 엔그램 세포의 지속적인 형성과 리모델링이 포함됩니다. 우리가 획득하는 각각의 새로운 정보나 기술은 새로운 엔그램 세포를 생성하거나 기존 엔그램 세포를 수정합니다. 엔그램 세포의 이러한 역동적인 특성은 학습에서 엔그램 세포의 역할에 핵심입니다. 그것은 고정되어 있지 않지만 우리가 계속 학습하고 시간이 지남에 따라 우리의 기억이 발전함에 따라 적응하고 변화합니다.

간단히 말해서, 엔그램 세포는 학습과 기억 형성 과정의 핵심입니다. 이는 방대한 양의 정보를 인코딩, 저장 및 검색하는 두뇌의 놀라운 능력을 나타냅니다. 엔그램 세포가 어떻게 작동하는지 이해하면 기억의 비밀을 밝힐 수 있을 뿐만 아니라 기억 관련 장애를 치료할 수 있는 잠재적인 방법도 열어줍니다.

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