나이 든 뇌에서 이 공간 기억이 약화되는 이유를 규명하고, 일부에서는 이를 거스르는 생물학적 단서도 발견했다. 사진=게티이미지뱅크


일상 속 사소한 순간에도 뇌는 끊임없이 '지도'를 그리고 있다. 열쇠를 어디에 두었는지, 어젯밤 어느 식당에서 저녁을 먹었는지, 친구를 처음 만난 곳이 어디였는지 떠올릴 때마다 작동하는 것이 바로 '공간 기억'이다.
하지만 이 능력은 나이가 들면서 가장 먼저 흔들리는 인지 기능 중 하나로 꼽힌다. 최근 스탠퍼드 의대 리사 조코모 교수팀(신경생물학)은 나이 든 뇌에서 이 공간 기억이 약화되는 이유를 규명하고, 일부에서는 이를 거스르는 생물학적 단서도 발견했다고 밝혔다.
과학 매체 사이언스 새희망홀씨대출 햇살론 데일리 등에 따르면 연구진은 젊은, 중년, 노령 생쥐의 뇌를 비교 분석한 결과, 뇌의 내측 내후각 피질(medial entorhinal cortex) 이른바 '뇌의 GPS'로 불리는 부위의 신경 활동이 노화와 함께 불안정해지고, 주변 환경에 대한 반응성이 둔화된다는 사실을 확인했다.
이 부위의 기능이 가장 저하된 개체일수록 공간기억 검사 smbacon 에서 혼란을 겪었으며, 익숙한 장소에서는 비교적 잘 움직이지만 새로운 환경에서는 방향 감각을 잃는 모습이 나타났다.
리사 교수는 "내측 내후각 피질은 공간 지도를 만드는 핵심 부위로, 우리가 주변을 인식하고 이동할 수 있게 하는 신경 시스템의 중심이다. 그동안 건강한 노화 과정에서 이 시스템이 어떻게 변하는지는 거의 알려지지 않았다"고 말 농협 전세자금대출 금리 했다.
연구진은 생쥐에게 가상현실(VR) 환경을 만들어 달리게 하며 뇌 신경 활동을 관찰했다. 가상의 트랙 위에서 보상을 찾는 동안, 젊은 생쥐와 중년 생쥐는 반복 학습을 통해 빠르게 보상 위치를 기억했지만, 노령 생쥐는 트랙이 바뀔 때마다 혼란을 보였다. 즉, '두 공간에서 각각 주차한 차의 위치를 구별하는' 과제에서 젊은 뇌는 유연하게 원금균등분활상환 환경을 구분했지만, 노화된 뇌는 공간을 구별하지 못하고 끝까지 달려버리거나 무작정 모든 지점을 탐색하는 식이었다.
이러한 행동은 뇌의 그리드(grid) 세포 발화 패턴과 밀접하게 연관됐다. 젊은 생쥐의 그리드 세포는 각 환경마다 규칙적이고 뚜렷한 신호를 보낸 반면, 노령 생쥐의 세포는 불규칙하게 작동했다.
연구에 참여한 kdb산업은행 채용 샬로테 허버 연구원은 "노화된 뇌에서는 문맥별로 안정적인 공간 패턴이 형성되지 않아 환경 구별과 빠른 기억 회상이 어려워진다"고 설명했다.
다만 모든 노령 생쥐가 동일하게 약화된 것은 아니었다. 일부 개체는 젊은 생쥐만큼 공간 기억력이 뛰어났고, 연구진은 이를 '슈퍼에이저'로 분류했다. 이들의 그리드 세포는 여전히 활발하고 안정적인 패턴을 유지했으며, RNA 분석에서는 공간 기억을 보호하는 유전자들의 활성화가 뚜렷했다. 특히 Haplin4 유전자는 신경세포를 둘러싼 단백질망 형성에 관여해 뇌의 구조적 안정성을 유지하는 역할을 하는 것으로 나타났다.
허버 연구원은 "생쥐와 마찬가지로 사람도 노화의 정도는 개인차가 크다"며 "어떤 사람은 신경이 더 회복력이 높고, 어떤 사람은 더 취약하다. 이러한 차이를 이해하는 것이 노화 연구의 핵심 목표"라고 말했다.
결론적으로, 이번 연구는 공간기억력 감퇴가 단순히 나이의 문제가 아니라, 내측 내후각 피질 내 그리드 세포의 안정성 저하와 관련된 신경학적 변화임을 보여준다.스탠퍼드대와 캘리포니아대 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF)가 함께 수행한 이 연구는 ⟪네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)⟫에 발표됐다. 두 대학은 연구비를 미국 국립노화연구소(NIA)와 국립정신건강연구소(NIMH), 약물남용연구소(NIDA) 등에서 지원받았다.
정은지 기자 (jeje@kormedi.com)