서울대, 해마와 기억기능 인과관계 국내 최초 규명

기억기능을 담당하는 해마에 전기자극을 주면 기억력 향상에 도움이 된다는 연구결과가 나왔다.

서울대는 정천기<사진·왼쪽> 서울대병원 신경외과 교수·전소연 뇌인지과학과 연구원 연구팀이 뇌심부의 직접적인 전기자극을 통해 해마와 기억기능 간의 인과관계를 국내 최초로 증명했다고 7일 밝혔다. 이 연구 결과는 뇌과학 분야 국제 학술지 ‘브레인 스티뮬레이션’ 최근호에 게재됐다.

지금까지는 해마의 직접적인 전기자극이 뇌 기억기능에 미치는 영향에 대해 논란이 있었다. 연구팀은 서울대병원에서 뇌에 전극을 삽입한 10명의 난치성 뇌전증 환자를 대상으로 해마에 전기자극을 주고, 두 가지 단일·연합기억과제를 수행하는 동안 두개강 내 뇌파를 측정했다.

연구는 단일 단어를 기억하는 단일기억과제와 짝지어진 단어 쌍을 기억하는 연합기억과제로 나뉘어 학습, 휴식, 회상 단계로 진행됐다. 학습구간은 두 개의 세션으로 구성됐다. 각 세션을 구성하는 두 개의 블록 중 임의로 선택된 하나에 자극의 제공과 중단이 지속적으로 이뤄졌다. 한 블록당 30개의 단어·단어 쌍이 있어 참여자는 전체 120개를 학습했다.

해마 자극의 기억기능 효과를 평가하기 위해 두 개의 서로 다른 기억과제를 회상하는 동안 화면에 나타난 단어를 보고 키보드 버튼을 눌러 기억 여부를 응답하게 했다. 단일기억과제 회상구간에서는 ‘봤음’ 또는 ‘본적 없음’으로 단어 기억력 테스트를 진행했다.

그 결과 비자극시 정답률은 86.1%, 자극 시 정답률은 81.1%로 저하됐다. 연합기억과제 회상구간에서는 ‘정확히 봤음’, ‘봤거나 재배열됨’, 혹은 ‘본적 없음’으로 단어 쌍 테스트를 진행했다. 비자극시 정답률은 59.3%, 자극 시 정답률은 67.3%로 향상됐다.

연구 결과 해마의 전기자극은 기억과제에 따라 기억기능의 행동 결과를 다르게 변화시켰다고 연구팀은 전했다. 해마의 세타활동이 연합기억과제에서 더 높게 관여했고, 연합기억기능은 향상됐지만 해마의 세타활동 관여가 낮은 단일기억기능에서는 저하되는 양상을 보였다고 연구팀은 설명했다.

정 교수는 “이번 연구로 해마 자극이 더 많은 해마의 세타활동에 관여하기 때문에 연합기억기능을 향상시켰음을 알 수 있다”며 “해마의 세타활동 증가가 기억력 향상의 신경학적 기전일 수 있음을 증명했다”고 말했다.