우리가 길을 찾거나 특별한 장소를 기억하는 이유는 뇌에 GPS와 내비게이션 기능을하는 영역이 있기 때문입니다. 가장 먼저가는 곳은 경로를 따라 지형 지형지 물에 예리하지만,이 위치 추적 시스템 덕분에 많은주의를 기울이지 않고 쉽게 갈 수 있습니다.
과학자들은 뇌에있는 해마의 장소 세포가 다양한 포유류 실험을 통해 공간 지각을 담당한다는 것을 발견했습니다. 그러나 위치와 공간에 대한 장기 기억을 형성하고 저장하는 장소 세포가 특정 장소에서 어떻게 활성화되는지는 밝혀지지 않았다.
한국 과학 기술 연구원 (KIST)은 19 일 뇌 과학 연구소 세바스티앙 로열 박사 팀이 해마의 위치 세포가 바코드와 같은 위상 코드와 주파수 코드를 사용하여 위치 정보를 저장한다는 사실을 발견했다고 19 일 밝혔다.
또한 경로상의 지형지 물이 복잡한 지 단순한 지 여부에 따라 장소 셀의 활성화 영역과 사용 전략을 변경하는 병렬 정보 처리 메커니즘이 있음이 밝혀졌다.
KIST 연구진은 두 가지 유형의 공간 실험을 통해 해마의 장기 기억 형성과 활성화의 기본 원리를 확인했다. 먼저, 우주 훈련 장치 인 트레드밀의 긴 벨트에 빈 부분과 작은 물체가 흩어져있는 부분을 만들어 쥐를 순차적으로 달리도록 훈련시키고, 두 번째는 물체를 원형 통에 넣거나 비우는 방법으로 수행했습니다. 완전히. 공간 기억 형성에 중요한 역할을하는 것으로 추정되지만, 뉴런의 활동을 분석하기위한 특정 기능을 파악할 수 없었던 해마 CA1, CA3의 작은 부위에 실리콘 프로브 전극을 이식했다.
두 실험에서 유사한 결과가 얻어졌습니다. 해마는 공간, 위치, 사물의 상황 및 환경 조건에 따라 서로 다른 뇌 영역과 별도의 입력 장치 및 정보 처리 전략을 사용하는 것으로 관찰되었습니다. 물체가없는 단순한 환경에서는 하나의 뉴런이 CA1 표면에서 활동 전위를 트리거하는 빈도와 일치하고 저장하는 주파수 코드를 사용하는 세포 집단이 공간 및 위치 정보가 활성화되는 경향이 있습니다. 반대로 물체가 많은 복잡한 환경에서는 CA1의 심부 활동이 증가함에 따라 여러 뉴런 간의 시간 간격을 함께 저장하는 위상 코드가 주로 정보 처리에 사용되는 것으로 관찰되었습니다.
이는 위치와 공간에 대한 포괄적 인 감각을 제공 할 필요가있을 때 주파수 코드가 주파수 코드와 더 관련이 있고, 위상 코드는 물체의 정확한 위치 및 공간과의 관계에 대한 메모리와 더 관련이 있음을 시사합니다. 또한 CA3 영역의 기능도 확인되었습니다. CA3는 후각 피질과 함께 CA1에 정보를 입력하는 역할을 할 것으로 예상 되었으나, 본 연구에서는 CA3가 주로 단순한 환경에서 CA1에게 정보를 제공하고 후각 피질 영역이 복잡한 환경에서 CA1에게 정보를 제공하는 것으로 나타났습니다. .
KIST의 Sebastien Royal 박사는 “이번 연구를 통해 해마가 정보를 처리하는 방식을 이해할 수 있으며, 이는 기억의 기본 원리를 더욱 명확히하는 토대가 될 것”이라고 말했다. 해마 손상과 관련된 뇌 질환을 치료하고 진단하는 기술과 함께 생물학적 데이터를 기반으로 한 인공 지능 개발에 기여할 수있을 것으로 기대된다”고 말했다.
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Sebastien Royal 박사 팀은 다양한 실험을 통해 기억 관련 뇌 영역의 정보를 수집하고 분석하는 방법에 대한 이해를 점차 넓혀 가고 있습니다. 지난해 10 월 해마의 입상 세포가 이끼 세포 등 다양한 신경망을 통해 장소를 학습하고 마우스 실험과 시뮬레이션을 통해 장소 세포로 변한다.
본 연구는 과학 기술 정보 통신부의 지원을 받아 KIST의 주요 프로젝트를 통해 수행되었으며, 그 결과는 국제 학술지 뉴런 최신호에 게재되었습니다.