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생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

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인터뷰 홍지소
논문 Jiso Hong and Daesoo Kim (2017) Freezing response-independent facilitation of fear extinction memory in the prefrontal cortex. Sci Rep. 2017 Jul 13;7(1):5363.
한줄요약 광유전학을 이용, 공포기억소거 (fear extinction)에서 Infralimbic cortex의 시냅스전 (presynaptic)과 시냅스후 (postsynapse) 신경의 기능을 규명하다.

인터뷰

 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요.

  두뇌의 내측전전두엽 (medial prefrontal cortex)은 작업기억, 주의집중, 사회성 등 다양한 고등인지기능에 관여하고 있는 부분으로 스트레스 반응 및 공포 반응과 같은 감정의 조절에 있어서도 mPFC는 핵심적인 역할을 담당합니다. 특히 최근 연구들에서는 편도체 (amygdala)와의 상호 연결을 통해 공포기억소거 (fear extinction) 에서의 extinction memory 형성과 freezing과 같은 공포 반응의 조절에도 mPFC, 그 중에서도 아래쪽 부분인 Infralimbic cortex가 중요한 역할을 담당한다는 결과들이 발표되었습니다. 그러나, 편도체에서 Infralimbic cortex로 들어오는 presynaptic input Infralimbic cortex에서 나가는 postsynaptic output이 이 과정에서 각각 어떤 기능을 담당하는지, 각 신경회로가 기능적으로 분리되어 있는지에 대해서는 아직 규명되지 않았습니다.

  본 논문에서는 광유전학적 방법을 이용, 공포기억소거 과정 동안 Infralimbic cortex로 들어가는 presynaptic inputpostsynaptic output을 구분하여 각각 자극하였습니다. 편도체에서 Infralimbic cortex로 들어가는 presynaptic input을 자극할 경우, 빛 자극이 주어지는 동안에는 행동 변화가 일어나지 않았지만 다음날 freezing 반응이 감소하는 현상을 관찰하였습니다. , 이 신경회로는 기억 형성에 특이적으로 관여한다는 것을 의미합니다. 반면 Infralimbic cortexpostsynaptic output을 자극한 경우 자극하는 동안은 freezing이 크게 감소하지만, 다음날 extinction memory에는 아무런 영향을 주지 못했습니다. 이러한 일련의 실험을 통하여 Infralimbic cortex 내부의 신경회로는 서로 기능적으로 분리되어 있으며, 각각이 extinction memory 형성과 freezing 반응의 감소를 담당한다는 것을 규명하였습니다.

 

2. 연구과정에서 있었던 에피소드를 소개해 주세요.

  초기 이 연구를 시작할 때 저는 mPFC의 반구화 현상을 연구하는 프로젝트에 참여하고 있었고, 이에 영감을 받아 mPFC가 스트레스 반응 이외에도 다른 감정반응인 공포반응의 조절에 있어서도 반구화 현상이 일어나는지를 알아보려 하였습니다. 결과적으로 광유전학적 방법으로 양 반구의 뚜렷한 차이를 관찰하지는 못하였으나, postsynaptic output을 자극할 경우 당시 행동은 변해도 기억에는 영향을 미치지 않는다는 사실을 발견하고 각 신경회로가 기능적 분리에 초점을 맞추어 연구를 진행할 수 있었습니다.

 

3. 연구를 통해 얻은 지혜를 후배들에게 들려주세요.

  뇌 내 변화로 인한 동물의 행동 변화에는 많은 변수가 존재하고 그 중 많은 부분은 우리가 아직 알 수 없는 부분이 너무나 많다는 데서 기인합니다. 가설에 맞는 결과가 나오지 않았을 때 실망할 것이 아니라 방향을 바꿔 생각해보고, 혼자만 생각할 것이 아니라 교수님 및 실험실 사람들과의 논의한다면 더 새롭고 재미있는 결과를 얻을 수 있으리라 생각합니다.

 

4. 나는 왜 명과학자가 되었는가?

  사람마다 동일한 상황에 있어서 왜 다른 반응이 나오는지, 그런 반응을 나타나게 하는 과정이 무엇인지에 대한 궁금증을 풀기 위하여 신경과학을 연구하게 되었습니다. 그 중에서도 행동의 변화에 어떤 신경회로가 관여하는지를 알기 위하여 행동유전학 실험실에서 연구를 진행하고 있습니다.

 

5. 다른 하고 싶은 이야기

  짧지 않은 대학원 생활 동안 지도교수로 많은 도움을 주시고 연구자의 길을 격려해 주신 김대수 교수님께 감사드립니다. 그리고 연구에 대한 조언뿐만 아니라 정서적으로도 큰 버팀목이 되어준 행동유전학 연구실 사람들에게도 고마움을 표합니다.

  1. 김나연(바이오이미징/광유전학 실험실, 허원도 교수님)

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  7. 경현호, 최윤주(생체분자공학 실험실, 김학성 교수)

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  9. 이준우(크로마틴생물학 실험실, 이대엽 교수)

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