[T나는 과학] "지워야 배울 수 있다?"..신경회로 속 '청소 담당자' 별아교세포 작성일 02-24 31 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">보도기사</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="PVaKpSKppu"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="e6a94815a6682f740c39a2ce77f7f5ff712e11e9e3e9a5e26c860f77b01ac1a0" dmcf-pid="QfN9Uv9U7U" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="학습을 위한 수많은 신경회로들이 복잡하게 얽혀있는 우리 뇌" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/24/551724-22lyJQR/20260224144214329xdho.jpg" data-org-width="600" dmcf-mid="4jQtWktW0q" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/24/551724-22lyJQR/20260224144214329xdho.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 학습을 위한 수많은 신경회로들이 복잡하게 얽혀있는 우리 뇌 </figcaption> </figure> <div contents-hash="f837c288ed4e85b3eaecb7ebfc9624d9dbd80c6c1633f1207f5ef8ba91db1e6c" dmcf-pid="xKLqFCqF0p" dmcf-ptype="general"> <div> ◆ 동작 학습의 핵심은 '잊는 것' <br> <br>우리가 처음 수영을 배울 때를 떠올려 봅시다. 팔동작과 발차기, 호흡이 전부 따로 놀아 물에 제대로 뜨기조차 벅찼던 순간이 생각나실 겁니다. <br> <br>하지만 시행착오를 거치고 연습을 반복할수록 뚝딱거렸던 여러 동작이 하나의 매끄러운 패턴으로 묶이고, 어느 순간 의식하지 않아도 몸이 저절로 움직이는 상태에 들어서게 됩니다. <br> <br>수영뿐 아니라 모든 운동 동작들이 마찬가지인데, 이는 우리 뇌의 신경회로가 복잡한 동작들 사이에서 불필요한 연결은 지우고 필요한 회로만 남겨 효율적인 패턴을 구축했기 때문에 가능한 결과입니다. <br> <br>이처럼 새로운 운동 기술을 익힐 때 뇌 신경 회로가 재구성되는 이른비 '리모델링' 과정은 학습의 필수 과정입니다. 그간 이러한 변화는 주로 신경세포가 주도한다고 여겨졌으나, 국내 연구진이 새로운 '핵심 조력자'의 존재를 밝혀냈습니다. </div> </div> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="2d7c6fe7b3e2a86c948b813699056a183895de89153e8c9d5ffba3b475814bc9" dmcf-pid="ym1DgfDg70" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="기초과학연구원이 생쥐의 반복적 운동 학습 과정을 추적해 뇌 속 시냅스 변화를 관찰했다" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/24/551724-22lyJQR/20260224144214467stsb.jpg" data-org-width="600" dmcf-mid="8Ygb0lb07z" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/24/551724-22lyJQR/20260224144214467stsb.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 기초과학연구원이 생쥐의 반복적 운동 학습 과정을 추적해 뇌 속 시냅스 변화를 관찰했다 </figcaption> </figure> <div contents-hash="9df218b3825d222702c8c090d4d35d696ef07f578b4dd1d30815b824c6d00ae4" dmcf-pid="Wstwa4wa03" dmcf-ptype="general"> <div> <br>◆ 회로 속 '청소 담당자', 별아교세포 <br> <br>숨어있던 조력자의 이름은 별아교세포(Astrocytes). <br> <br>기초과학연구원(IBS) 혈관 연구단 정원석 부연구단장(KAIST 생명과학과 부교수)과 김재익 부교수(울산과학기술원 생명과학과) 공동 연구팀은 운동 학습 시 이 별아교세포가 신경 활동 변화와 도파민 신호에 반응해 시냅스를 선택적으로 제거하며, 이 과정이 실제 운동 학습 능력과 직결된다는 사실을 규명해냈습니다. <br> <br>시냅스의 생성과 소멸은 오랫동안 신경세포를 중심으로 연구되어 왔습니다. 최근 별아교세포와 미세아교세포(Microglia)가 시냅스의 형성과 제거에 핵심적인 역할을 한다는 사실이 알려지며 잠시 주목받긴 했지만, 실제 운동 학습에서 갖는 구체적인 의미와 작동 원리는 그동안 미지의 영역으로 남아 있었습니다. <br> <br>연구팀은 실험용 생쥐의 반복적인 운동 학습 과정을 추적하며 뇌 속 시냅스의 변화를 정밀하게 관찰했습니다. 가장 큰 난관은 복잡하게 얽힌 뇌 회로 속에서 별아교세포가 특정 시냅스를 '청소하는 찰나'를 포착하는 것이었습니다. <br> <br>학습에 따른 시냅스 변화는 매우 미세하며 짧은 시간 안에 빠르게 일어나기 때문에, 이를 정확히 관찰하고 정량화하는 과정에 어려움을 겪은 건데, 연구진은 고해상도 이미징 기술을 동원해 이 미세한 변화를 끈질기게 추적했습니다. <br> <br>그 결과 학습이 진행될수록 별아교세포가 시냅스를 먹어 치우는 포식작용(Phagocytosis)이 뚜렷하게 증가함을 확인했습니다. 특히 이 과정은 별아교세포에 있는 포식 수용체인 MEGF10에 의해 주도됐는데, 포식 능력을 가진 다른 교세포들은 운동 학습 과정에서 시냅스 제거에 거의 관여하지 않는다는 것도 포착했습니다. <br> <br>다시 말해, 운동 학습 중의 시냅스 정리가 별아교세포만의 고유한 역할이었다는 겁니다. </div> </div> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="fb40eff41d313a889070333a4a39405349f8f1bcbd1513fa7c90937308b4be95" dmcf-pid="YOFrN8rNuF" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="새로운 동작 학습을 위해 '선택적 리모델링'이 필요한 우리 뇌" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/24/551724-22lyJQR/20260224144214601kmyf.jpg" data-org-width="600" dmcf-mid="6PhJ60J607" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/24/551724-22lyJQR/20260224144214601kmyf.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 새로운 동작 학습을 위해 '선택적 리모델링'이 필요한 우리 뇌 </figcaption> </figure> <div contents-hash="dceba393a8aa14c99333da166429b8eff25cd43f796066ed6e675962916b65b8" dmcf-pid="GI3mj6mjzt" dmcf-ptype="general"> <div> <br>◆ '선택적 리모델링' 방법 <br> <br>그렇다면 별아교세포는 어떤 기준으로 제거할 시냅스를 선택할까요? 연구팀은 두 가지 핵심 신호에 초점을 맞춰 이를 확인했습니다. <br> <br>먼저 대뇌 운동 피질의 신경 활동을 인위적으로 증가시키자 별아교세포의 시냅스 포식작용도 함께 증가했습니다. 즉, 신경 회로가 많이 활성화될수록 시냅스의 재정비 과정 역시 더욱 활발해진다는 걸 확인한 겁니다. <br> <br>이어 연구팀은 운동 학습과 보상에 중요한 신경전달물질인 도파민 신호를 분석했습니다. 도파민 분비를 증가시키자 별아교세포의 시냅스 제거 양상이 크게 달라졌는데, 특히 놀라운 점은, 도파민이 뇌 선조체(Striatum)에 있는 두 종류의 신경세포(MSNs)에서 서로 정반대의 반응을 유도했다는 사실입니다. <br> <br>D1 수용체 세포에서는 별아교세포의 시냅스 제거가 줄어들어 신경 연결이 강화된 반면, D2 수용체 세포에서는 제거가 늘어나면서 회로가 정리됐습니다. 이는 별아교세포가 도파민 신호에 따라 MEGF10 수용체를 이용해 특정 회로는 남기고 불필요한 회로는 솎아내는 ‘선택적 리모델링’에 관여함을 시사합니다. <br> <br>◆ '도파민 질환' 치료 열쇠일까? <br> <br>이번 연구의 핵심은 단순 보조자로 여겨졌던 별아교세포가 신경 활동과 도파민 신호를 읽어 시냅스를 직접 정리하는 능동적 조절자임을 밝혀낸 것입니다. 이는 파킨슨병, 중독 질환 등 도파민 관련 질환의 원리를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다는 점에서 의의를 가집니다. <br> <br>기존 연구들이 주로 신경세포 간 연결이 강화되는 과정에 초점을 맞췄다면, 본 연구는 학습이 단순히 새로운 연결을 형성하는 것뿐 아니라 불필요한 연결을 제거하는 과정까지 포함하는 정교한 회로 재배선 과정임을 보여준 거죠. <br> <br>향후 연구진은 이러한 신경 회로 조절 메커니즘이 운동 학습뿐 아니라 다양한 형태의 학습과 기억에서도 공통적으로 작동하는지 보다 구체적으로 확인할 계획입니다. 또 파킨슨병이나 중독 질환처럼 도파민 신호 전달이 교란되는 질환에서 이 기전이 어떻게 변화하는지도 탐구할 예정입니다. <br> <br>장기적으로는 신경 회로 재편을 조절하는 세포·분자 기전을 치료 표적으로 삼아, 신경 회로 이상과 관련된 질환에 대한 새로운 치료 전략으로 발전시킬 가능성도 모색한다는 계획입니다. <br> <br>이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이쳐 커뮤니케이션즈'(Nature Communications, IF 15.7)에 2월 23일 온라인 게재됐습니다. </div> </div> <p contents-hash="c77c45a4e37e08ef1fece04b31b13a9c9c23028049788638968c5030ef744934" dmcf-pid="HC0sAPsA01" dmcf-ptype="general">(사진=기초과학연구원 / 픽사베이) </p> <p contents-hash="2d024a8d2ef844b2a9c14e0cbab0aee9643b03087de5ab2b74a477f969cad68f" dmcf-pid="XhpOcQOc35" dmcf-ptype="general">조형준 취재 기자 | brotherjun@tjb.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © TJB </p> 관련자료 이전 도시 남자 유연석, 캐주얼부터 시크함까지 [화보] 02-24 다음 대한변리사회 신임 회장에 전종학 “변리사 가치 재정립” 02-24 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
