시간 세포가 복잡한 과제 숙달 위해 뇌의 시계 역할 수행하는 방법 연구

Seoul유타 대학교 헬스 연구진은 우리의 시간 감각을 조절하는 뇌 세포를 발견했습니다. 이러한 "시간 세포"는 정밀한 타이밍이 필요한 학습 행동에 핵심적인 역할을 합니다. 이 세포들은 짧은 시간 간격을 추적하기 위해 활성화되며, 동물들이 서로 다른 시간의 사건을 구별하는 법을 배울 때 그 기능이 변화합니다. 이 발견은 알츠하이머와 같은 신경퇴행성 질환을 조기에 발견하는 데 도움이 될 수 있습니다.

연구자들은 Nature Neuroscience에 게재된 연구에서 쥐를 사용하여 시간 세포에 대해 연구했습니다. 그들은 시간 기반 학습 과제와 첨단 뇌 영상 기법을 활용했습니다. 주요 발견 사항은 다음과 같습니다.

쥐들은 보상을 받기 위해 시간 차이를 배워야 했습니다. 연구자들은 학습 과정 전후의 시간 세포 활동을 관찰했습니다. 처음에 시간 세포는 모든 자극 패턴에 동일한 방식으로 반응했지만, 학습 후에는 각기 다른 사건에 대해 구별된 패턴을 나타냈습니다.

시간 세포의 역할은 단순히 시간을 추적하는 것을 넘어섭니다. 연구자들은 시간 세포가 위치한 내측 내후각 피질(MEC)이 차단되었을 때, 쥐가 여전히 시간 인지와 예측을 할 수 있음을 발견했습니다. 그러나 새로운 시간 관련 과제를 배우는 것은 불가능했습니다. 연구 조수인 Erin Bigus는 MEC가 복잡한 시간 관계 학습에 중요하다고 설명했습니다.

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이전의 MEC 연구는 공간 학습과 정신적 지도를 만드는 데 도움이 된다는 것을 보여주었습니다. 이번 연구에서는 시간이 걸리는 과제와 공간 학습을 포함한 작업 사이에서 뇌 활동 패턴이 유사하다는 것을 발견했습니다. 신경생물학 조교수인 제임스 헤이스 박사는 내후각 피질이 거리와 시간을 모두 추적하는 데 도움을 줄 수 있다고 설명했습니다.

연구에 따르면, 뇌는 공간과 시간을 유사한 방식으로 처리한다고 합니다. 이러한 발견은 알츠하이머와 같은 질병을 조기에 발견하는 데 도움이 될 수 있습니다. 알츠하이머는 먼저 뇌의 MEC 부위에 영향을 미치기 때문에, 복잡한 시간 관리를 요구하는 과제가 질병을 더 빨리 찾아내는 데 유용할 수 있습니다.

이 연구는 화이트홀 재단, 뇌와 행동 연구 재단, 미국 국립 보건원, 미 국립 과학 재단의 지원을 받았습니다. 연구팀은 뇌가 시간을 처리하는 방식을 이해함으로써 신경퇴행성 질환을 진단하는 새로운 방법을 개발할 수 있을 것이라고 생각합니다.