감정과 기억이 전부 저장된 뇌의 히포캠퍼스 이야기

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인간은 일생을 두고 온갖 지식과 언어와 행동을 배운다. 이렇게 학습한 모든 정보를 가장 많이 기억(저장)해두는 곳은 뇌의 중심부에 있는 히포캠퍼스라 불리는 조직이다. 히포캠퍼스는 인간의 감정과 불수의근의 자율적인 움직임까지 관장한다. (2025년 4월 11일 게제된 본사 블로그 <말과 노래는 왜 어릴 때 빨리 배우나?> 참고)

 

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시험 직전에 열심히 공부한 내용이 시험이 끝나면 몇 시간 또는 며칠 후 사라지는 경우가 많다. 이것은 단기기억이다. 그러나 많은 중요한 기억은 일생 보존되는 장기기억이다. 단기기억이던 것을 히포캠퍼스는 그것을 장기기억으로 저장하기도 한다. 히포캠퍼스는 자기 주변의 환경을 공간적으로 기억하는 기능도 있다.

 

 

 

머리 위쪽 대부분을 차지하는 큰 뇌를 대뇌(cerebrum)라 하고, 청색으로 나타낸 부분이 소뇌(cerebellum)이며, 중간 위치에 뇌와 척수를 연결하는 뇌간(腦幹 brainstem)이 있다. 뇌간에는 다수의 뇌신경 회로들이 통과하고 있다.

 

 

 

뇌 구조를 좀 더 자세히 나타낸다.

human brain anatomy: 인간 뇌 해부, frontal lobe: 전두엽(前頭葉), parietal lobe: 두정엽(頭頂葉), temporal lobe: 측두엽, occipital lobe: 후두엽, cerebellum: 소뇌, spinal cord: 척수 (* lobe는 둥그런 돌출부. 잎(葉)이라는 의미가 있음)

 

 

 

 

히포캠퍼스는 대뇌 바로 아래 측두엽 속에 뭍여 있다.

prefrontal cortex: 대뇌피질, neocortex: 신피질, basal ganglia: 대뇌기저핵, cerebellum : 소뇌, hippocampus: 히포캠퍼스(해마), amygdala: 편도체(아몬드 모양체)

 

 

질문 1. 히포캠퍼스에는 얼마나 많은 신경세포가 있는가?

살아있는 사람의 뇌세포를 관찰한다는 것은 거의 불가능한 일이다. 최근 오스트리아 과학기술연구소의 신경세포 과학자 요나스(Peter Jonas) 박사팀은 살아있는 인간의 히포캠퍼스를 해부학적으로 연구하여 그 결과를 2025년 1월 23일 발행된 학술지 <Cell>에 발표했다. 그는 뇌수술을 받게 된 간질환자 8인으로부터 히포캠퍼스의 조직 일부를 채취하는 허락을 얻을 수 있었다.

 

 

 

요나스 박사팀이 밝힌 히포캠퍼스 신경세포의 모습이다. 요나스 박사팀의 보고에 의하면, 각 히포캠퍼스의 CA3이라 불리는 위치에 약 170만 개의 신경세포가 있다고 했다. 그러나 전체 신경세포 수는 확인되지 않았다.

 

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질문 2. 히포캠퍼스의 기능을 인위적으로 증진시킬 수 있을까?

새로운 것을 배우면 히포캠퍼스에 새로운 기억 회로가 형성된다. 또한 새 정보는 과거에 가졌던 기억의 회로를 더 확충한다. 그러므로 새로운 것을 계속 배우는 것이 중요한 기억 증진 방법이다. 적절히 운동하는 것도 도움이 된다. 항간에 어떤 음식을 먹으면 좋다는 설명도 있지만 불확실하다.

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질문 3. 히포캠퍼스가 크면 기억량도 많은가?

이 질문에 대해서는 명확하게 알지 못한다. MRI 영상으로 히포캠퍼스의 크기와 지능 관계를 비교 조사한 논문이 있지만 논란이 있었다.

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질문 4. 히포캠퍼스가 손상되는 이유는 무엇인가?

히포캠퍼스가 손상되는 경우가 몇 가지 있다. 사고로 인한 두뇌의 손상, 충격적인 사건의 경험, 심한 빈혈, 과대한 출혈, 장시간의 간질, 마약 금단, 예기치 않은 심한 스트레스, 치매 등이 히포캠퍼스를 손상시키는 원인으로 알려져 있다.

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질문 5. 히포캠퍼스가 손상되었을 때 어떤 증상이 나타날까?

단기기억과 장기기억을 되살리는 데 어려움이 있다.

말을 잊어버려 대화가 어려워진다.

물건을 둔 곳을 자주 모른다,

결론이나 결심이 잘 이루어지지 않는다.

같은 질문을 반복한다.

방향을 잃어버린다.

잘 알던 장소를 찾아가지 못한다.

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질문 6. 손상된 히포캠퍼스는 재생되는가?

히포캠퍼스가 손상되면 단기기억과 장기기억을 잘 되살리지 못하게 된다. 그러나 다행하게도 뇌는 손상된 신경세포를 치료하여 기능을 재활시키는 능력이 있다. 이런 재생을 신경발생(neurogenesis)이라 한다. 히포캠퍼스가 손상되면 정도에 따라 다르지만 적당하게 운동하면서 좋은 기분 속에 지내면 시간이 걸리지만 회복된다. 그러나 노령이 되면 회복 시간이 길어진다.

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질문 7. 히포캠퍼스는 IQ에도 영향을 주는가?

히포캠퍼스의 크기와 IQ 사이에 별다른 차이는 없지만, 너무 작으면 IQ가 낮고 운동이나 직업적인 기능이 부족하다. 알츠하이머 환자는 히포캠퍼스가 작아져 있다.

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질문 8. 젖먹이 시절의 일은 왜 기억하지 못하나?

자기의 첫돌잔치를 기억하는 사람은 아무도 없다. 그 시기에는 말도 못하고 노래도 못하며, 가지고 놀던 장난감도 기억하지 못한다. 그 이유는 뇌가 충분히 발달하지 않았기 때문이다. 일반적으로 3살 이상 되어야 바르게 말을 배우고 확실한 기억하게 된다.

 

 

질문 9. 기억은 히포캠퍼스에 어떤 형태로 저장되나?

작은 컴퓨터인 핸드폰은 엄청난 정보를 기억하고 있다. 그 정보는 반도체로 만든 칩 속에 복잡하게 저장되어 있다. 하지만 히포캠퍼스에는 반도체가 없다. 과학자들은 첨단의 인공지능을 능가하는 두뇌의 기억이 어떤 형태로 저장되고, 출력하게 되는지 명확하게 알지 못하고 있으며, 화학적인 암호로 기억되어 있을 것이라고 생각한다.

 

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질문 10. 뇌는 어떻게 그토록 많은 정보를 기억할까?

기억을 저장하는 부분은 히포캠퍼스와 대뇌 및 편도체이다. 신경세포 수는 약 1천억 개이며, 각 신경세포는 평균 10,000개의 시냅스를 뻗어 다른 신경세포와 연결되어 있다. 특히 자주 출력해야 하는 기억은 시냅스의 연결이 강력하다고 생각되고 있다. 인간의 뇌에 대한 연구는 영구히 계속될 신비이기도 하다.

 

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