강화 가을 들녁을 벌써 수확이 시작되었다.

아무도 찾지 않는 민통선 이북지역엔 철새들이 무리를 지어 먹이를 찾고 있었다.


"특별한 장소에서 특별한 행동을 한다" 지난주에 특별한 뇌과학 해마를 공부하면서 박사님께서

하신 말씀이다. 대학원 학생들과 강화도 Field Trip을 다녀오는 길에 이 말이 더 깊이 들어 왔다.


역시 "장소가 우리를 행동하게 한다."

1.8Km 강건너 북녁땅에도 가을은 찾아 왔겠지? 휴전상태로 65년 이미 전쟁에 참여하였던 청춘들은

꼬부랑 할아버지가 되어 오늘도 강화평화 전망대를 찾는다.


인간은 무엇을 기억하는가? 왜 나이가 들면 지난 추억을 되새기며 새록 새록 꺼내어 이야기 하는가?

이제까지 많은 사람들이 뇌세포는 사라지고 새로 생성하는것은 아니라고 믿고 있었다.

천 억개의 뉴런은 사라지기만 할 뿐이다." "뇌 세포는 새로 생기지 않는다" 라고

믿었던 정설을 깨고 새로운 실험결과가 나왔다.

"세상에나 ~~~  Oh!! No!        Oh my Science!!!"


뇌세포가 새로 생기는 것이다. 생쥐를 대상으로 실험을 하였다. 뇌실하영역 후각세포에서 뇌세포가

생기고 있는 것이다. 해마의 Dentate Gyrus에서 뇌세포가 생기고 있다.

하루 700개, 1년이면 200만개 , 인간 1000만개의 뇌세포중 1.7% 가 치상핵(Dentate Gyrus)에서 재생되고 있는것이다. 이것은 새로운 기억을 담당한다.


인간의 기억이라는 현상을 공부하면서 발견된 중요한 사건중의 하나가 헨리 구스타프 몰래슨(Henry Gustav Molaison, 1926년 2월 26일 ~ 2008년 12월 2일)은 뇌전증을 치료하기 위해서 수술적으로 hippocampus, parahippocampal Gyrus와 Amygdala가 제거된 미국의 기억장애 환자 H.M으로 전부터 이미 알려져 있었다.

그동안 알고 있었던 기억이 해마에 저장된다는 사실이 아니라는 것이 증명되었다.


해마없이도 기억은 불러 올 수 있다. 해마가 기억을 장기기억을 저장하는 곳이 아니라 새로운 기억을 만드는 곳이다. 운동하는 사람, 호기심이 많은 사람은 하루 700개의 과립세포가 생긴다고 한다. 하지만 스트레스를

받으면 과립세포가 생기지 않는다. 기억이 되지 않는다. 스트레스는 만병의 원인이라는 것이 이래서 인가 보다.


인간의 행동을 가장 많이 define하는 것이 맥락(context)이다. 맥락의 가장 핵심은 장소이다.

어릴적 가족과 함께 여행했던곳을 기억하는 것은 아마도 장소가 우리의 기억속에 장기 기억으로 남을수 있는

충분한 추억을 만들어 주었기 때문이 아닌가 싶다. 세계를 여행한다. 나라마다 다른 장소마다 새로운 기억들이

새록 새록 만들어 진다. 실크로드. 그리스 터키. 몽골, 서호주 탐사등 박자세의 세계학습탐사는 많은 기억을

공고히 하게 해준다.

Hippocampus.JPG

LEC: Lateral Entorhinal Cortex

MEC: Medial Entorhinal Cortex


장소와 개별아이템의 합이 맥락이다. 장소가 우리를 행동하게 한다.

뉴로사이언스의 핵심은 Place Cell이다. 2개의 기억의 분자적 매타니즘과 기억의 행동적 패턴을 학습한다.


해마를 한번 그려보자.

해마.JPG

DG: Dentate Gyrus 치상핵

PrS: Pre Subiculum

PaS: Para Subiculum

MEC: Medial Entorhinal Cortex 중앙 내후각 뇌피질 

LEC: Lateral Entorhinal Cortex 측면 내후각 뇌피질


마치 생긴것이 잠실호수에 전시되었던 노랑 오리인형같이 보인다. ㅎㅎ

한 사건과 한 사건이 link하는 시간이 50ms이다.


Hebb's Law( 햅스의 법칙): Together firing Togather  Binding TF => TB

시간상으로 함께라는 것을 말하는 것이 어느정도일까? 50ms 단위 이다.

참으로 신기한 기억의 세계이다. 나의 뇌속에서 millimetre Second 단위로기억되고 있다는 것이 

그저 놀라울뿐이다. 우리는 착각 속에 살고 있다. 50ms만 벗어 나면 맥락이 보이지 않는다.

모든 장면이 기억이 되려면 Pattern Separation이 일어나야한다. 독특한 심금을 울리는 Pattern Separation을

발생해야 한다.

Neocortex.JPG


VTA: Ventral Tegmental Area

DA: Dopamine

MS: Medial Septal

PRC: Peri rhinal Cortex

PHC: Para hippocampal Cortex

EC: Entorhinal Cortex

POR: Post Rhinal Cortex

Amg.: Amygdala

DG: Dentate Gyrus

DS: Dosal Stream

VS: Ventral Steam


Key Word: Pattern Separation


맥락이 없다? 모든것이 모든것에 연결이 되어 있다? 황당하다.

나이가 들면 Dentate Gyrus(치상핵)으로 들어 오는 감각작용이 약해진다.

새로움이 없다. Pattern Separation이 약해진다. 세상구별이 약해진다.


시인.문학가가 필요한 영역이 바로 Pattern Separation영역이다.

박문호 박사님께서 늘 하시는 말씀" 아무도 창밖을 보지 않아요. 모두가 스마트 폰을 보거나

그냥 자요." ㅎㅎ


왜 다른 관점이 있는 것일까? 생각은 어디서 불러오는 것일까? 해마는 도대체 무엇인가?

"So Whar?" Top-Down 식으로 생각하면" A~ Ha!!!"

"LTP window" 동물로서 기억은 초단위, 인간 Brain은 Milimetre Second으로 생긴다.

맥락구성요소에 최소(minimum) 공간이 있다. 다 ~~ 전압펄스 일 뿐인데~~~


공부를 잘하는 방법은 무엇이 Big Question인가에 매달려야 한다.

통합해서 보는 현상, 원재료를 논리적으로 따져 준다. 최소시간이 있다.

맥락을 잡는 다는 것은 생각의 흐름을 읽는 다는 것과도 같다.

정신을 차려야 하는 이유가 바로 여기에 있다. 음~  역시 중요하군. 기억이란 실체!!


Hippocampus(해마)가 왜 중요한가?

1. Neuro Genesis (신경조직발생)

2. LTP (Long Term Potentiation) 장기기억

3. θ(세타: 기억의 인출)/δ(감마:시각자극을 Binding할때 일어난다.) Oscilliation


따라서 대충 본것은 하나도 기억이 나지 않는다.

정신작용이 수많의 작용을 해도 면밀히 보지 않으면 기억에 남지 않는다.

감동하는 데 시간이 필요하다. 패턴분리도 훈련이 필요하다. 기억된 정보가 필요하다.

공부의 몇개의 말뚝을 박아야 하는 이유가 여기에 있다. 이번주엔 나도 말뚝박기를 시도해 봐야 겠다.


파펫츠회로(Papez circuit)를 그려본다.

파펫츠 회로.JPG


"파페츠 회로는 변연계의 중심회로중 하나로 변연계가 감정과 감정적인 행동을 담당하지만 파페츠 회로

자체가  직접 감정을 일으키지는 않는다.  오히려 감정과 강하게 연결되어있는 기억에 작용하는 기억회로

이다. 파페츠 회로를 통해 감정과 기억이 깊이 관련되어 진화해 왔음을 알게된다.

 

해마 형성체-------뇌궁----------> 유듀체-----유두시상로-----> 시상전핵군-----시상피질섬유방사

-----> 대상이랑----대상다발------> 내후각뇌피질-----관통로-------> 해마형성체"

<박자세 2011년 6강 후기 중에서>


인간이 무엇인가를 생각하게 하는 그림이다.

해마의 출력부위는 CA1이다.

The Sequence of Spikes.

Sequence가 기억의 본질이다. 모든 것이 Sequence이다.


현실은 예측가능하다.

현실은 반복되는 패턴이다.

패턴서열이 현실이다. 그 반대가 비현이다.

상상과 꿈의 차이점을 분명하게 알아야 한다.

세타 Sequence라는 큰 물결속에 감마 Sequence가 알알이 박혀 있다.

세타는 불러오는 단위이고, 감마는 기억의 단위이다.


따라서 얼마나 현실적이냐 라는 질문은 반복되고 있는 패턴을 얼마나 인지하고 있는가를 알아차리는 것이다.

현실은 예측되는 상황이다. 꿈과 상상은 예측이 불가능하다. 꿈같은 생각? 헛소리다.

헛소리의 본질은 근거가 없다는 것이고 예측할수 없다는 것이다.

전압펄스가 순서대로 만들어 졌기 때문이다.


어떨때 행동하는가? "명확하게 이해했을때 행동한다."

이것을 Possible Outcome이라고 한다. 그래서 Goal directed Action  목적지향적 행동이 중요하다.


Big Question" 순서를 바꾸면 왜 안되는 것일까?"

Sequence 밖에 없다. 음악도 Sequence의 기호화이다.

지난 겨울 반고흐의 해바라기를 그린 그림도 순서대로 점이 모아 하나의 작품이 되었다.


동물은 예측불가능하기 때문에 늘 불안하다. 공포에 떨고 있다. 공포의 본질은 예측불가능한것이다.

자세히 살펴보면 장소에 묶여 있다. 예를 들면 나일강의 악어를 아마존에 풀어 놓으면 얼마 가지 않아 죽는다.

즉 환경이 바뀌면 생존이 불가능해진다는 것을 보여주고 있다.하지만 인간은 다르다.

우리는 맥락적 존재이기 때문에 사물의 상대적 위치에 따라 공간의 속성을 결정한다.

사건의 시간적 관계를 기억한다. 변화지 않은 관계를 기억한다.

"시간 공간에서 변하지 않는 상대적 상호관계를 기억한다."

 이 모든 것은 Sequence(순서)에서 왔다.


새롭고, 가치있는 것은 중요하다." 우와 ~~ 가치 있어." "새로와야 한다."

학습한 내용을 알알이 인출하여 정리해보는 것도 나름 가치가 있다.

생각을 정리하고 오류를 재확인하고 기록하지 않으면 남는 것이 없기 때문이다.

인간이 발명한 것중에 위대한 것은 문자의 발명이다. 인간은 기록을 한다.

인간의 기억이 무엇인가를 도표를 통해 살펴본다.

PFC.JPG


PFC:Pre Frontal cortex 전두엽

Amg: Amygdala 편도체

CPU: Caudate Putamen 꼬리핵 선조체

BNST: Bed Nucleus of Stra Terminalis 붕괴선조침대핵

NAc: Nucleus of Accumbens측좌핵

PAG: Periaqueductal Gray 중뇌수도관

VTA: ventral Tegmental Area

VP: Ventral Pallidus 배쪽 창백핵

Hyo: Hypothalamus 시상하부

POA: Pre Optic Area

LH: Lateral Nucleus of HypoHorn 시상하부 외측핵


인간은 언제 행동하는가? 1. 새롭고  2. 가치있고 3. 보상있는 것을 기억한다.

사람들이 언제 행동하느냐를 정확하게 이해한다.

신경축삭.JPG SLM: Striatum Lacunosum Moleculare 소강층 분자층

SR: Striatum Radiatum 방사층

SL: Striatum Lusisum 투명층

SP: Striatum Pyramidale 피라밋층

SO: Striatum Oriens 지향층


억제를 했기 때문에 차별이 생긴다.

섬세한 고등한 부별, 섬세하게 구별해준다. 지식이 세분화 해주어야 한다.

GABA성 Neuron이 중요하다.

PFC  -> Possible Outcome

Amg. -> Appetitive/ Aversive Value  .......> intergrated in NAc. Where it generate Saliency.

Hip.    -> Novelty


PFC - NAc citcuit Select the highest Saliency - Action Selection = Goal


목표가 우리 행동을 만들어 준다. 우린 언제 행동하는가?

인간은 인간의 행동으 보고 행동한다. 가장 중요한것을 보고 행동한다.

Possible Outcome  "버티자"  "좀 더 버티자"

공부의 요체는 온 몸으로 버티는 것이다.

박자세 운동은 마라톤이다.  이제 학습마라톤 출발!!!!