사람이나 쥐 등 동물의 뇌에는 장소를 인지하거나 길 찾기를 담당하는 '장소세포'(place cell)가 있다. '뇌 속의 GPS'(위성항법장치)라는 별명이 있는 이 세포는 그간 공간정보만 처리한다고 알려졌지만, 최근 감각을 처리하는 종류도 있는 것으로 확인됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 세바스천 로열 뇌과학연구소 박사와 최준식 고려대 심리학과 교수팀이 공동으로 두 종류의 장소세포를 규명했다고 20일 밝혔다.

연구진은 장소세포 수십∼수백 개의 활성을 동시에 측정할 수 있도록 쥐의 뇌에 미세전극을 꽂았다. 울퉁불퉁한 면과 매끈한 면이 번갈아 나오는 트레드밀(러닝머신) 위에 이 쥐를 올려두고 뇌 활성을 관찰한 결과 장소세포의 반응은 두 가지 유형으로 나뉘었다.

한 종류는 쥐가 트레드밀의 어느 위치에 있느냐에 따라 활성이 달라졌으며, 다른 한 종류는 쥐의 위치에 관계 없이 촉각에 따라 다른 활성을 보였다. 지금껏 장소세포는 모두 공간정보를 처리하고 저장한다고 알려졌는데, 이번 실험에서 이를 뒤집는 결과를 보인 것이다.

연구진은 감각을 담당하는 장소세포는 해마의 위층에, 공간정보와 관련된 세포는 해마의 아래층에 나뉘어 배열돼 있다는 것도 추가로 확인했다.

세바스천 로열 박사는 "해마가 장소와 관련된 추상적 정보를 어떻게 처리하는지를 이해하는데 한 걸음 더 다가섰다"며 "이 결과는 망가진 기억 관련 신경회로를 대체할 방식이나 새로운 인공지능 알고리즘 개발 등 다양한 영역에서 응용할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

이번 연구는 휴먼프런티어 사이언스 프로그램, 미래창조과학부 뇌원천연구사업 및 KIST 기관고유사업의 지원으로 수행했으며 연구결과는 온라인 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 20일 자에 실렸다.