1. 기억 메커니즘
가. 설명
기억 습득(학습)은 유입되는 감각정보에 의해 유발되는 뇌의 물리적 변형으로 생긴다. 이는 작업기업(잠시 저장해 두는 역할, 집중이 방해되면 쉽게 지워지면 매우 제한적인 기억 메모리)과는 다르다. 단기 기억은 집중이 방해받게 되더라도 살아남게 되며 큰 기억 용량을 가지며 의식적 노력 없이도 수분에서 수시간 유지될 수 있다. 오늘 아침 무엇을 먹었는지 또는 어제 저녁은 무엇을 먹었는지 우리는 기억할 수 있다. 이런 기억들은 일정 기간 유지되기에 '단기 기억'으로 간주된다. 왜냐하면 이런 기억은 장기 기억으로 경화되지 않으면 잊혀지기 때문이다. 기억 경화를 통한 장기 기억의 경우 특별한 감정이 연관된 사건일 경우 그때 있었던 모든 자세한 상황들이 장기 기억으로 남게 될 것이다. 이처럼 모든 기억은 동등하게 만들어지지 않는다. 뇌에는 어떤 기억은 남게 하고 어떤 것은 잃어버리게 하는 메커니즘이 존재한다. 이를 두 단계로 나누어 설명해보자. 첫째, 단기 기억이 습득되는 초기 단계의 메커니즘이며 둘째, 일시적인 변화를 영구적인 것으로 변화하는 데 관여하는 메커니이다. 기억의 습득 과정은 뉴런들 간의 시냅스 전달을 변형시켜 일어난다. 시냅스 경화 과정에는 새로운 유전자 발현과 단백질 합성을 필요로 한다.
나. 기억 습득
인간과 영장류들은 시각이 특히 발달하여 익숙한 사물이나 상대방을 구분하는 데 뛰어나다. 이런 정보는 어디에 저장되는가? 연구에 따르면, 엔그램(기억의 자취)이 단지 한 가지 감각 형식에 대한 정보에 기반한다면 이 형식을 담당하는 피질의 어느 지역 내에서 그램을 찾을 수 있을 것이라 하였다. 엔그램이란 기억의 흔적이나 잠재 기억, 잠재적 기억상(記憶像)으로서, 뇌 안의 인지 정보를 구성하는 단위다. 과학자들은 외부 자극에 반응해 뇌나 다른 신경조직에 생물물리학적 혹은 생물화학적 변화가 일어날 때 그 기억이 저장되는 수단으로 생각해, 엔그램의 정확한 메커니즘과 위치를 확인하기 위해 수십 년 동안 연구를 지속해 왔다. 이 과정에서 설치류에 대한 실험을 통해 엔그램이 뉴런의 멀티스케일 네트워크로 존재한다는 사실이 밝혀졌다. 우리가 접하는 경험은 해마나 편도체 같은 뇌 영역의 흥분된 뉴런들이 모여들어 국소적인 군집(ensemble)을 이룰 때 뇌에 검색 가능한 기억으로 저장된다. 이 앙상블들은 뇌 피질 같은 다른 영역의 앙상블과 함께 ‘엔그램 복합체(engram complex)’로 결합된다. 엔그램 세포들을 연결하는 이 과정에서 중요한 것은, ‘시냅스 가소성(synaptic plasticity)’과 ‘수상돌기 가지 형성(dendritic spine formation)’으로 알려진 과정을 통해 뉴런들이 새로운 회로 연결을 구축하는 능력이다.
실험에 따르면, 엔그램 복합체에 초기 저장된 기억은 복합체의 재활성화에 의해 검색될 수 있다. 중요한 것은 초기 알츠하이머병 같은 기억 손상 연구에 사용되는 쥐 실험에서 볼 때 저장된 기억이 자연적으로 떠오르지 않을 때라도 엔그램 복합체에 저장된 초기 기억은 ‘조용히(silently)’ 유지된다는 점이다.
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