상상력이 폭발할 때 뇌의 깊은 곳에 자리한 세포들이 어떻게 움직이는지 과학자들에 의해 처음으로 밝혀졌다.
전문가들은 환자들에게 산악 풍경을 상상하라고 한 뒤 그들의 뇌를 실시간 스캔하면서 활발히 움직이는 뇌세포의 움직임을 추적할 수 있었다.
격자세포는 공간 인지에 중요한 것으로 알려져있다. 육각형 패턴을 갖고 있다. 이번 연구에서는 최초로 격자세포가 실생활에서의 위치 추적과 같은 공간 인지 외에도 상상을 탐색하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀냈다.
▲ 사진 속 붉은 색으로 표시된 부분이 '격자세포'라고 불리는 특수 세포. 격자세포는 뇌의 내후각피질에 자리하고 있다. 이 영역은 기억, 탐색에 주요한 역할을 한다. [제공=영국런던대학 닐 버지스 교수 연구팀]
영국 런던대학(UCL) 연구진은 기능 자기 공명 영상(fMRI)을 사용해 뇌 스캔을 진행했다. 환자들이 공간을 상상하는 테스트를 받는 동안 연구진은 이들의 뇌에서 일어나는 활동을 감지했다.
테스트는 산악 풍경의 정신적인 이미지를 포함하여 환자들에게 관점은 다르지만 같은 지형의 산악지대 풍경 사진 4장을 보여주고 식별해내게 한다. '4가지 산 테스트'로 알려져있다.
이 테스트는 최근 알츠하이머 질환의 진행 정도를 측정하는 데 사용되고 있다. 그런 점에서 이번 런던대학의 발견은 무엇보다 알츠하이머병에 대한 단서를 제공한다는 점에서 아주 중요하다.
내후각피질(entorhinal cortex)*은 인식 관련 조건에 영향을 가장 먼저 받는 뇌 부위 중 하나다. 이번 연구는 알츠하이머 질환이 있는 사람에게 기억하는 것은 물론, 상상하는 것에 문제가 생기는지를 설명할 수 있다.
런던대학 소속 인지신경과학연구소 닐 버지스 교수는 이번 실험을 <커런트 바이올로지(Current Biology)>에 게재했다. 버지스 교수는 "알츠하이머 질환이 있는 사람들은 장면을 시각화하거나 기억하는데 어려움을 겪는다는 것을 볼 수 있었다. 이번 실험을 통해 그 이유를 밝히는 데 한 걸음 더 다가갔다"고 전했다.
이번 연구에 참여한 에이든 호너 박사는 "사람들이 환경을 이동하여 상상하는 단순한 작업을 하는 동안 뇌에서 특정 뉴런이 활성화되는 것을 보는 것은 무척 흥미로웠다"며 "또한 격자세포는 그저 공간 탐색 기능만을 하는 것이 아니라, 미래에 대한 계획이나 상상 등 더 많은 부분에서 역할을 하고 있다"고 덧붙였다.
*내후각피질(entorhinal cortex)이란 특수 세포인 '격자세포'가 있는 피질로 해마 뒤에 인접해 있다. 치매 환자의 뇌에서 이 부위가 조기에 손상된다. 이 영역은 뇌에서 잠재의식과 의식을 주로 연결하는 역할을 한다. 또한 기억과 탐색 기능의 중심으로서 중요한 역할을 한다. |
글. 강만금 기자 sierra_leon@live.com
사진제공. 영국런던대학 닐 버지스 교수 연구팀