신경심리학의 기억흔적

저번 시간에 이어 오랜만에 신경심리학 중에 기억흔적이라는 것에 대해 알아보겠습니다.

 

기억흔적이란?

 

기억흔적(記憶痕跡, 영어: Engram, 독일어: Engramm) 엔그램은 기억에 대해 뇌에서 형성되는 생물학적인 구조를 가리킨다. 다각도의 방면에서 기억흔적을 생각할 수 있다. 나도 처음 보는 심리학 용어이다.

 

기억흔적의 양자적 측면

누군가의 기억이 만들어졌을 때 활성화되고, 그 활성이 존속되는 분자가 있으면 그것은 분자 수준에서의 기억 흔적으로 생각된다. 칼슘 칼모듈린 의존성 단백질 키나제 II (CaMKII)가 해당하는 것으로 여겨진 적이 있었다. 이는 CaMKII가 일단 활성화되면 자기 인산화를 일으켜, 활성형이 되고, 그것이 적어도 시험관 내에서 장기 유지하는 것에서 제창된 것이다. 약간 과학적인 말이 나와서 어렵다. 하지만 FRET을 이용한 관찰에 의해, CaMKII의 활성화는 몇 분에서 떨어지는 것을 알아, 현재는 분자 수준의 기억 흔적이 뚜렷한 것은 없다. 이렇게 말하는데 난 무슨 소린지 잘 모르겠다. 역시 심리학은 어렵다.

 

여기 위에서 말하는 연산화란?

 

인산화(燐酸化, 영어: phosphorylation)는 화학에서 분자에 인산기를 잇는 것을 의미한다. 인산화와 그 반대적 반응인 탈인산화는 생물학의 많은 과정에서 중요하다고 볼 수 있다. 수 많은 단백질은 지질, 기타 생물학 관련 분자, 많은 탄수화물과 마찬가지로 일시적으로 인산화된다. 저는 과학을 못해서 역시나 이해가 어렵군요. 단백질 인산화는 기능에 특히 중요하다. 예를 들어 인산화는 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)에 존재하는 효소의 거의 절반을 활성화하거나 비활성화하여 기능을 조절한다.

인산화의 구조(아미노산 사슬)

기억흔적의 주요 기능

외부 정보를 암호화하여 보관하고 필요할 때 다시 기억하는 과정으로 뇌의 각 부분을 기억 흔적이 이동한다. 이를 기억 고정화라 한다. 기억을 고정하고 암호화한다니 약간 낯설 수도 있겠다.

기억 흔적의 세포망

연접 반응의 증강에 의해 동시에 발화하는 세포군이 형성된다. 이를 신경 세포 접착체라 하며, 신경 회로 수준의 기억 흔적으로 생각된다. 이는 헵형 연접 가소성을 제창한 도널드 O. 헤브에 의해 제창됐다. 예전엔 어디까지나 가상의 물건이었지만 최근 광 유전학의 발달로 신경 세포 접착체를 구성하는 신경 세포의 활성을 조절하고 직접 관찰할 수 있어져, 연구가 진행하고 있다.

 

위에서 나온 도널드 O.헤브에 잠깐 알아보겠다.

 

도널드 올딩 헵은 신경 심리학 분야에 영향력이 있는 캐나다의 심리학자다. 그는 뉴런의 작용이 어떻게 학습과 같은 심리학적 과정에 기여했는지 캐내고자 했다. 그의 명대사는 '함께 점화하는 세포들은 연결된다'이다.

 

학습이 진행되는 동안 기존 스냅스가 강화되거나 약화할 수 있으나 표면상으로는 구조에 변화가 없다. 반면에 장기기억은 시냅스에 물리적 변화를 수반했다. 장기기억에는 단백질 합성이 필요하며, 단기기억은 그렇지 않다. 어렸을 떄 시냅스에 대해 공부한 적이 있습니다. 물론 지금은 다 잊었지만요.

헵이 제시한 신경망 모델은 기억이라는 손에 잡히지 않을 듯한 영역을 뇌 안의 물리적 변화와 연결, 심리학과 생물학의 접점을 만들었다.헵은 맥길대학교 심리학과 학과장으로 재직 중이던 1949년 장기기억과 단기기억의 핵심 차이에 관한 가설을 제시했다. 장기기억에는 뉴런들이 연결되면서 물리적 변화가 발생하나, 단기기억은 그렇지 않을 것이라고 주장하였다. 심리학자 헵이 이렇다고 합니다.

기억 흔적의 연접 관계

기억 형성에 따라 연관적 접근 반응의 증강 또는 감약이 일어나, 연접 간의 정보 전달 효율이 향상된다. 이를 연접의 가소성 변화라 불러, 기억 흔적의 한 형태로 간주되고 있다. 위의 분자 수준의 기억 흔적의 역할 중 하나는, 연접 반응의 가소적 변화를 일으키는 것이다. 또한 연접 가소성에는 장기 억압 현상, 장기 강화 현상 등이 여러 현상들이 존재한다. 저는 언제까지 이 심리학 글을 써야 할까요? 이제 점점 심리학에 대한 소재가 고갈되고 있습니다.