두뇌 해마 세타 파동, 기억 생성과 직접 연결

뉴런은 뇌에서 규칙적인 전기 활동 패턴을 생성한다. 신경과학 분야에서 해결되지 않은 질문 중 하나는 파동이라고 하는 이러한 리듬 신호를 구동하는 것이다.

미국 애리조나 대학(University of Arizona) 연구원들은 사람들이 실제 사건을 경험할 때보다 단순히 사건을 기억하는 것이 뇌파를 촉발할 수 있다는 사실을 발견했다.

연구 결과는 Neuron 저널에 발표됐다.

연구원들은 탐색 및 수면과 같은 활동 중에 뇌의 해마 영역에서 나타나는 세타 파동으로 알려진 것에 특히 초점을 맞췄다. 해마는 과거를 기억하는 뇌의 능력에 중요한 역할을 한다.

이 연구 이전에는 외부 환경이 세타 파동을 추진하는 데 더 중요한 역할을 한다고 여겨졌다. 연구팀은 뇌에서 생성된 기억이 세타 활동의 주요 동인임을 발견했다.

UArizona 심리학과 인지 및 신경 시스템 교수이자 연구의 수석 저자 Arne Ekstrom는 “놀랍게도 우리는 누군가가 사건을 직접 경험하는 것과 비교하여 단지 기억하고 있을 때 인간의 세타 파동이 더 널리 퍼진다는 것을 발견했다”고 말했다.

연구 결과는 발작, 뇌졸중 및 파킨슨병을 경험한 환자를 포함하여 뇌 손상 및 인지 장애가 있는 환자를 치료하는 데 영향을 미칠 수 있다. 메모리는 뇌 내부에서 자극을 생성하고 세타 파동을 구동, 잠재적으로 메모리 향상으로 이어질 수 있다.

UArizona 연구원들은 신경외과 의사인 Brad Lega 박사와 연구원 Jennifer Kriegel을 포함, 달라스의 텍사스 대학교 사우스웨스턴 의료 센터 연구원들과 연구에 협력했다. 연구원들은 간질 수술을 준비하기 위해 센터에서 모니터링 중인 13명의 환자를 모집했다. 모니터링의 일환으로 간헐적인 발작을 감지하기 위해 전극을 환자의 뇌에 이식했다. 연구자들은 뇌의 해마에서 세타 파동을 기록했다.

환자들은 컴퓨터에서 가상 도시의 상점으로 이동할 수 있는 조이스틱을 제공받는 가상 현실 실험에 참여했다. 올바른 목적지에 도착하면 가상 현실 실험이 일시 중지됐다. 연구원들은 참가자들에게 탐색을 시작한 위치를 상상하도록 요청하고 방금 통과한 경로를 정신적으로 탐색하도록 지시했다. 그런 다음 연구자들은 초기 탐색 중 세타 진동을 참가자의 경로에 대한 후속 기억과 비교했다.

조이스틱을 사용한 실제 내비게이션 과정에서 진동은 참가자가 경로를 상상했을 때 발생하는 진동에 비해 빈도가 적고 지속 시간이 짧았다. 따라서 연구원들은 기억이 인간의 세타 파동의 강력한 동인이라고 결론지었다.

Ekstrom은 손상된 인지 기능을 보상하는 한 가지 방법은 인지 훈련 및 재활을 사용하는 것이라고 설명했다.

Seger는 “원래 경험 중에 존재했던 진동과 나중에 검색하는 동안 진동을 직접 비교할 수 있다는 것은 새로운 실험을 설계하고 기억의 신경 기반을 이해하는 측면에서 이 분야에서 큰 진전”이라고 설명했다.