한국뇌연구원 연구팀이 청소년기 뇌의 시상과 전두엽을 연결하는 신경회로의 약화가 단기기억 장애를 일으키는 기전을 규명하고 새로운 치료 가능성을 제시했다.한국뇌연구원은 뇌신경과학연구부 라종철 책임연구원 연구팀이 NMDA 수용체 기능 저하로 시상-전두엽 시냅스의 신경전달 효율이 떨어지고, 이로 인해 단기기억이 손상되는 과정을 확인했다고 19일 밝혔다.기존 조현병 환자 뇌영상 연구에서는 시상과 전두엽 사이의 연결 약화와 단기기억 저하 사이의 연관성이 보고됐지만, 실제 원인과 발생 시점은 명확히 밝혀지지 않았다.연구팀은 청소년기 생쥐에게 2주간 NMDA 수용체 차단제인 케타민을 반복 투여해 기억력과 뇌 시냅스의 변화를 분석했다. 그 결과, 단기기억을 평가하는 Y자 미로 과제에서 수행능력이 떨어졌으며, 약물 투여 종료 28일 후에도 장애가 지속됐다. 반면 성체 생쥐에서는 이 같은 지속적인 기억 장애가 나타나지 않아 청소년기가 NMDA 수용체 기능 저하에 취약한 시기임을 확인했다.뇌 회로 분석에서는 시상에서 전두엽으로 이어지는 시냅스의 신경전달물질 분비 효율이 선택적으로 감소했다. 대뇌피질 내부의 피질-피질 시냅스에는 변화가 나타나지 않았다. 또 시상-전두엽 연결이 약화된 생쥐는 전두엽 신경세포가 방향 정보를 구분해 처리하는 능력도 저하된 것으로 나타났다.연구팀은 화학유전학 기법으로 해당 신경회로의 활성을 강화하자 전두엽 신경세포의 정보처리 능력과 단기기억 수행능력이 모두 회복되는 것을 확인했다. 이는 시상-전두엽 시냅스의 약화가 기억 장애에 직접 관여한다는 점을 보여주는 결과로, 조현병 등 정신질환의 인지기능 저하를 개선할 새로운 치료 표적이 될 가능성을 제시한다.라종철 책임연구원은 “이번 연구는 청소년기 NMDA 수용체 기능 저하가 시냅스의 신경전달 효율을 떨어뜨려 회로를 약화시키고, 해당 회로를 강화하면 기억력도 회복될 수 있음을 동물모델에서 확인했다”며 “기존에 알려진 상관관계를 넘어 인과관계를 규명했다는 데 의미가 있다”고 말했다.이번 연구는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 게재됐다. 한국뇌연구원 기본사업과 한국연구재단의 지원을 받았으며, 대구경북과학기술원(DGIST), 서울대, 한양대병원, 연세대 연구진이 공동으로 참여했다.
