뉴턴 편집부, «뉴턴 하이라이트 119: 뇌와 뉴런», 뉴턴코리아.
“장기 기억에서는 ‘수용체’가늘어난 상태를 고정한다. … 뉴런끼리의 이음새인 시냅스에서 화학물질을 받아들이는 ‘수용체가 늘어나 신호 전달의 효율이 좋은 상태가 계속되는 메커니즘을 ‘장기 증강(LTP)’이라고한다. LTP 가운데서도 단시간에 사라지는 것을 ‘E-LTP’라고하며, 이것은 몇 시간 기억하는 ‘단기 기억’에 해당한다고 생각된다.
단기 기억을 더 안정시킨 것이 ‘장기 기억’이다. 장기 기억의LTP는 어떻게 이루어질까? E-LTP의 상태를 장기간 유지하면기억은 고정될 것이다. 즉 늘어난 수용체를 그대로 유지하는 장치가 필요하다. 그렇게 되는 데는 ‘세포핵’의 힘을 빌린다.
먼저 E-LTP 때와 마찬가지로 아주 짧은 시간에 연속해서 신호가 보내짐으로써, 받아들이는 쪽의 뉴런에 칼슘 이온이 흘러들어 수용체의 수가 늘어난다.
E-LTP와 다른 것은 여기서부터이다. 칼슘 이온은 이어서 세포핵 유전자의 스위치가 켜지는 것처럼 작용하는 단백질을 활성화시킨다. 그러면 유전자가 작용해, 새로 여러 종류의단백질이 합성된다
이렇게 해서 생긴 단백질은 수용체를 고정하기 위한 ‘부품’으로 사용된다. 이리하여 신호 전달 효율이 좋은 상태를 더 장기간유지한다. 이것이 장기 기억을 유지하는 메커니즘이라고 생각된다.
이 변화에는 수십 분 정도는 필요하다고 생각된다. 단기 기억의 E-LTP처럼 당장 만들 수는 없지만, 일단 완성되면 상당히안정된다. 이처럼 세포핵에서 유전자가 작용해 장기적으로 시냅스의 신호 전달이 좋아지는 것을 ‘L-LTP’라고 한다.
장기 기억이 세포핵의 도움을 빌려 만들어지는 것의 증거가실제로 있다. 쥐에게 약품을 투여해 어느 단백질을 만들지 못하게 하면, 그 쥐는 새롭게 장기 기억을 기억하지 못한다. 단기 기억은 정상적으로 기억되는 것으로 보아, 장기 기억에는 단백질의 합성이 필요함을 알 수 있다.
장기 기억에 관해서는 늘어난 수용체를 고정하는 것에 덧붙여새로 시냅스를 만드는 ‘ 이루어지고 있으리라 생각된다. 새로운 시냅스를 만드는 경우에도 역시 세포핵에서 단백질을 합성할 필요가 있다고 생각된다
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