[쉬어가는 이야기] 해마(hippocampus) 이야기

 두뇌 속 해마(hippocampus) 이야기

인간이 배우고 경험한 것을 기억으로 만들어 내는 곳은 머리 옆 부분인 뇌의 측두엽 속에 바닷말처럼 생긴 해마(hippocampus)라는 부위인데, 이 사실은 1950년대 미국 하트포드(Hartford) 병원에서 외과의사 스코빌(Scoville)이 시행한 한 건의 수술로 인해 세상에 알려지게 되었다.
• 스코필의사는 평소 심한 간질을 앓고 있던 H.M이란 청년을 치료하기 위해 간질의 진원지인 양쪽 해마 3분의 2를 제거하였다. 수술 후 간질치료는 성공적이었는데 대신 경험을 장기기억에 저장할 수가 없었다. 그는 간호사와 한참 동안 대화를 나눈 뒤에도, 5분 뒤 다시 만나면 그녀를 전혀 기억하지 못했다. 얼마 뒤 그의 어머니가 사망했는데 그는 슬피 울었으나 이 사실을 기억하지 못해 그 이후에도 어머니가 돌아가셨다는 말을 들을 때마다 충격을 받고 슬피 울곤 했다.
• 뇌의 양쪽에 있는 해마는 이 중 어느 쪽이건 한쪽의 해마만을 손상시키면 기억력을 심하게 저하시키지는 않으니, H.M의 경우처럼 양쪽 모두를 제거하면 해마가 손상된어 장기기억에 장애를 받게 된다. 그러나 해마가 어떠한 메커니즘에 따라 기억력에 작용하는지는 현재 연구 중에 있다.
•  H.M은 해마가 손상되었지만, 수술받기 이전의 기억은 모두 정상이었으며, 단기기억(약 20초 정도 지속되는)도 정상적이었고, 수술 후에 발생하는 새로운 일들만 기억하지 못할 뿐이었다.
• 해마는 경험적 기억(에피소드 기억)이 저장되는 장소는 아니지만, 새로운 기억을 저장시키는데 결정적인 역할을 담당하고 있다고 본다. 경험적 기억의 저장장소는 대뇌피질 어디엔가 저장된다고 추론하는 정도이고 아직 명확하게 규명되지 않았다.

기억(memory)의 지우개 - 술(alcohol)

• 해마의 신경세포가 어떤 방식으로 기억을 저장하는지 그 해답의 일부는 하버드 대학교 학생이었던 에릭 캔들에 의해 밝혀졌다.
• 캔들은 바다 달팽이에게 여러 가지 학습을 시킨 결과 해마의 신경회로에서 글루타민(glutamine)이 증가하는 것을 관찰했다. 글루타민은 뇌신경에서 분비되어 다른 신경으로 전달되는 신경전달물질로서, 뇌신경세포의 표면에는 글루타민과 결합하는 글루타민수용체(glutamate receptot)가 존재한다.
• 캔들은 달팽이가 여러 차례 학습을 하면서 수용체를 경유하는 작용이 단순해지고 두 신경세포 간의 상호 연결이 돈독해지는데, 이것이 기억형성의 근본 메커니즘이라고 주장했다. 실제 동물 실험에서 글루타민 수용체를 활성화시키면 기억력이 좋아졌고, 손상시키면 기억 기능을 잃어버렸다.
• 글루타민수용체를 손상시키는 대표적인 물질은 알코올(alcohol)이다. 술을 많이 마신 후 필름이 끊기는 현상(blackout)은, 과도한 알코올에 의해 알코율의 독소가 직접 뇌세포를 파괴하기보다는 신경세포(nearon)와 신경세포 사이의 신호 전달 메커니즘에 이상이 생겨서 해마의 기억 기능이 일시적으로 정지된 상태이다.
• 에딘버러 대학의 심리학자 모리스(Morris)는 그의 물 미로 (water maza) 실험에서 기억과 해마가 관련이 있다는 사실을 발견했으며, 최근 미국 캘리포니아 라호야(La jolla)의 솔크생물학연구소(Salk institute)에서는 쥐 실험결과, 운동을 하면 해마의 세포들이 자라나 향상된다는 결과가 나왔다고 뉴로사이언스(Newroscience)지에 발표하였다.