연구원들이 노화와 공간 기억력 감퇴의 비밀을 밝혀냈다

나이가 들면서 가장 먼저 쇠퇴하는 인지 능력 중 하나는 공간 기억력입니다. 이는 열쇠를 어디에 두었는지, 차를 어디에 주차했는지 기억하는 데 도움이 되는 정신적 지도입니다. 스탠퍼드 의대 과학자들은 캘리포니아 대학교 샌프란시스코 캠퍼스와 협력하여 최근 연구에서 젊은 쥐, 중년 쥐, 노년 쥐의 뇌 활동을 비교 분석하여 이러한 현상이 발생하는 이유에 대한 새로운 통찰력을 발견했습니다.

게재 10월 3일 Nature Communications에 발표된 연구에 따르면, 뇌의 GPS로 불리는 내측 측두엽 피질이 나이 든 쥐에서는 안정성이 떨어지고 조율 능력도 떨어진다는 사실이 밝혀졌습니다.

이러한 변화는 공간 기억력 저하와 관련이 있는데, 이는 노화와 치매를 이해하는 데 중요한 영향을 미칠 수 있는 발견입니다.

스탠퍼드 대학교 신경생물학 교수이자 수석 저자인 리사 지오코모는 보도자료를 통해 "내측 내후각피질은 공간 지도를 만드는 데 필요한 모든 구성 요소를 포함하고 있다고 볼 수 있습니다."라고 밝혔습니다. "이 연구 이전에는 건강한 노화 과정에서 이 공간 지도 시스템에 실제로 어떤 일이 일어나는지에 대한 연구가 매우 제한적이었습니다."

도전적인 과제

과학자들은 연구를 수행하기 위해 흥미로운 실험 장치를 도입했습니다.

다양한 연령대의 쥐(젊은 쥐(3개월), 중년 쥐(13개월), 노년 쥐(22개월)로, 대략 인간의 나이로 20, 50, 90세에 해당)가 가상 현실 환경 내에서 고정된 공 위를 달리며 숨겨진 보상을 찾았습니다.

여러 날 동안 반복하면서 모든 연령대가 이러한 보상을 찾는 법을 배웠습니다.

그러나 두 개의 서로 다른 트랙을 무작위로 번갈아 가며 진행하고, 각 트랙마다 보상 위치가 다르도록 과제를 수정했을 때, 나이 든 쥐는 어린 쥐보다 훨씬 더 어려움을 겪었습니다.

"이 경우, 그 작업은 두 개의 다른 주차장에서 차를 어디에 주차했는지 기억하는 것 또는 두 개의 다른 도시에 있는 좋아하는 커피숍의 위치를 ​​기억하는 것과 더 비슷했습니다."라고 Giocomo는 덧붙였습니다.

젊은 쥐와 중년 쥐는 교대로 빠르게 적응했지만, 나이든 쥐는 혼란을 보였으며, 이는 중앙 측두엽 피질의 격자 세포 발사 패턴을 통해 포착된 불규칙한 뇌 활동으로 나타났습니다.

예상치 못한 곳에서 온 희망

흥미로운 점은 나이 든 쥐들 사이에서도 차이가 있다는 것입니다.

특히 나이든 수컷 쥐 한 마리는 공간 과제에 매우 능숙했는데, 어린 쥐들 못지않게, 아니 그보다 더 나은 성과를 보였습니다.

이 "초고령" 쥐는 인지 기능 저하를 예방하는 데 도움이 될 수 있는 유전적, 신경적 메커니즘에 대한 중요한 통찰력을 제공했습니다.

"그것은 제가 기록한 마지막 쥐였고, 솔직히 실험을 하는 모습을 보면서 '아니, 이 쥐는 통계를 망칠 거야'라고 생각했습니다."라고 스탠포드 대학의 의학 박사 과정생이자 이 논문의 주저자인 샬럿 허버가 덧붙였습니다.

연구진은 격자 세포 활동이 불안정한 쥐에서 발현 수준이 더 높은 61개의 유전자를 발견했습니다.

그 중 하나인 Haplin4는 신경 세포를 둘러싼 단백질 네트워크에 기여하고 격자 세포의 안정성을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

인간 건강으로의 연결

이러한 연구 결과는 인간의 건강, 특히 알츠하이머병과 기타 치매와 같은 질병을 이해하는 데 중요한 의미를 갖습니다.

"쥐처럼 사람도 노화의 정도가 다양합니다."라고 허버는 덧붙였다. "그러한 다양성, 즉 어떤 사람은 노화에 더 강하고 어떤 사람은 더 취약한 이유를 이해하는 것이 이 연구의 목표 중 하나입니다."

출처: 스탠포드 의학