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[레벨:22]오리
read 703 vote 0 2019.07.02 (22:33:22)


어제 웹서핑을 하는중에 grid cell 이라는  뇌신경 세포에 대한 글을  발견했는데 이 내용이 흥미를 유발하는 구석이 있습니다.


40년전인 1971년에 실험용 쥐의 뇌에 측정기구를 연결하여 테스트를 해본 결과 쥐가 특정 장소에만 가면 발화되는 세포를 뇌의 해마 위치에서 발견을 했는데  이 세포를  뇌과학자들이 place cell 이라고 명명을 했습니다. 
placecell.jpg


그리고 이 place cell 이 발화 하려면 시각,청각,촉각등 감각기관을 통해서 수집된 정보를 계산하여 place cell로 정보를 전달하는 뇌의 다른 부분이 있을 거라는 가설을 세우고 그런 부분을 찾기 시작했다고 합니다. 

그러던 중 2005년에 과학자들이 실험중에 재미있는 현상을 발견 합니다. 

뇌의 특정 세포에 측정기구를 연결하여 상자안에서 마구 돌아다니게 했는데. 그 특정 세포가 발화되는 지점을 화면에 표시를 해보니 처음에 무작위로 찍히는 것처럼 보였는데 
시간이 흐를수록 6각형 모양의 격자(grid)모양을  띄는 것을 발견했습니다.

https://youtu.be/i9GiLBXWAHI
gridcell2.jpg


예를들어 격자의 간격이 30 cm 이고 쥐가 특정장소에 위치 했을때 이세포가 발화되어 불이 들어 왔다면 
쥐가 그 위치에서 다른 위치로 이동을 하면 불이 껴졌다가 
다시 사방 팔방으로 30cm 정도 떨어진 위치로 가면 다시 불이 들어 온다는 내용 입니다.
gridcell1.jpg


이 발견이 의미하는 내용은  쥐에게는 공간을 인지하기 위해 공간  좌표 계산  메카니즘이 있다는 것이며, 이 실험을 불을 끄고 테스트 해도 동일한 결과가 나오는 걸로 봐서 시각 정보와 무관하다고 합니다. 

이 grid cell 이 특별히 과학자들의 관심을 끄는 이유는  위키백과에 다음과 같이 기술이 되어 있습니다. 

"격자 세포가 특별히 관심을 끄는 이유는 격자 공간내에서 규칙성이 동물에게 주입된 어떤 환경이나 외부자극의 규칙성에 의한 것이 아니라는 것이다. 다시 말해서 격자 세포는 뇌 안에서 설계된 공간적 구조의 요약을 표현하며 오히려 뇌가 환경에 공간적 구조나 규칙을 부여함을 암시한다. 그래서 격자 세포의 발견은 어쩌면 유클리드 공간이 인식 주체 외부환경의 정보에 의한 것이 아니라 선험적인 것이라는 임마뉴엘 칸트 의 선험적 종합판단 을 증명한다고 할 수 있다."


격자의 크기에 따라 다양한 grid cell 이 발견이 되었으며 그 이외도 

grid cell 발견 이후에 자극받은 다른 과학자들이 다른 세포 들도 있을 거라 추측하고 연구를 더 해보니 다음과 같은 몇가지 세포가 더 발견 되었다고 합니다.  

  • 이동 방향과 관련된  머리 방향세포(head direction cell) 
  • 벽을 인지하는 벽반응 세포(Border cell)  
  • 이동속도 세포(speed cell)
gridcell3.jpg


결국  어두컴컴한 곳에서 먹이를 찾고 포식자로 부터 도망 다녀야 하는 
쥐에게  공간 정보 처리를 위해 필요한 필수 정보를 담당하는  각각의 세포가 있다는 의미가 됩니다. 

격자세포도 다양한 크기가 존재 하는걸로 밝혀 젔으며 
각각의 격자 세포가 place cell 세포정보와 상호작용하여 위치 정보를 파악한다고 합니다. 

이 격자 세포의 발견으로 place cell 발견자와 grid cell 발견자가 2014년 노벨 의학상을 수상했다고 합니다 .

prize.jpg





 제가 이 내용을 읽어 보고 떠오르는 생각은 
뇌가 공간 정보를 grid cell 과 같은  기준 정보를 기반으로 해석을 한다면 
공간 정보가 아닌 일반정보도 같은 메카니즘으로 처리 하지 않을까 하는 추측이 되는데 
아마 자료를 더 찾아보면 비슷한 연구사례가 있을 거 같은데 찾게되면 다시 게시판에 올리겠습니다.



마지막으로 노벨상 시상식에 나온 불가능을 가능하게 하는 과학자들을 빗댄  웃기는 동영상이 2분정도 나오는데 한번 보시기 바랍니다. 




 







프로필 이미지 [레벨:7]systema

2019.07.03 (10:45:50)

연관이 있는 이야기인지는 모르겠지만, 세계 기억력 대회 챔피언들이 쓰는 방법중에서 기억의 방이라고 자기에게 익숙한 공간정보에 기억해야할 것들을 사물화해서 넣는 방법이 있더군요. 인간의 기억중에서 유독 공간정보가 기억이 오래가는 경향이 있는 것 같습니다. 

프로필 이미지 [레벨:22]오리

2019.07.03 (11:12:46)

알츠하이머 병의 대표 증상이 길을 못찾는거라고 하던군요.  

말씀하신 내용하고도 관련이 있을 수 있겠네요.


http://www.monews.co.kr/news/articleView.html?idxno=101202

프로필 이미지 [레벨:6]챠우

2019.07.04 (00:42:51)

기억의 방은 기억의 맥락 메커니즘을 사용하는 측면이 있다고 봅니다. 연관기억이라고도 하죠. 어떤 것(기억 대상)은 그것의 맥락(공간) 내부에 있다는 것을 활용하는 겁니다.

저도 테스트 해봤는데, 확실히 기억은 잘 되지만, 결정적인 문제는 이게 인위적이라 정작 대상의 진짜 맥락을 무시하게 되는 경향이 있었습니다.

즉 학교에서 암기를 억지로 해야할 때는 유용할 수도 있지만, 그 외에는 뇌를 낭비하는 게 되더라고요.
프로필 이미지 [레벨:30]id: 김동렬김동렬

2019.07.03 (11:21:14)

인간의 연역능력도 원래부터 가지고 있는 능력입니다.

인간이 타인의 행동을 복제하는 것은 선천적인 능력입니다.


단지 그것을 의식적으로 하느냐 무의식적으로 하느냐의 차이지요.

아기들은 무의식적인 연역능력으로 어순과 발성법을 정확하게 배웁니다.


뇌 안에 패턴을 복제하는 장치가 심어져 있는 거지요.

그 무의식적인 모방을 의도적으로 하려면 구조론을 배워야 합니다.

프로필 이미지 [레벨:22]오리

2019.07.03 (11:45:55)

example1.jpg


인간의 언어 모방 구조를 grid cell 과 비교해서 보면 저런 형태가 되지 않을까 생각을 해봅니다. 


위에서 부터  

질에 해당하는  시간 장소 

입자에 해당하는  주체 

힘, 운동, 량등에 해당하는 왜 어떻게 하였나 되었나 등등 ..  


언제 어디서에 해당하는 grid cell 이 비정상동작하면서 다른 하위정보들과의 연결이 끊어져서 치매가 오는게 아닐까. 

첨부
프로필 이미지 [레벨:7]systema

2019.07.04 (13:18:28)

인간의 기억 생성과정에서 장소세포가 먼저 형성되고 나머지 기억세포가 장소세포와 연결되는 형태의 효율적인? 세포연결 메커니즘이 존재한다면 치매치료의 기전도 밝혀낼수 있지 않을까요. 일시적 기억상실증에 걸린사람이 익숙한 장소에서 기억이 되살아나는 영화의 장면이 실제 사례에서 유래한건지 궁금하군요.

프로필 이미지 [레벨:22]오리

2019.07.04 (16:41:02)

검색을 해보니 2017년 기사에 비슷한 내용이 나오네요. 


신경 세포안의 타우단백질 엉킴으로 인한 손상이 grid cell 에 영향을 줘서 그렇다는 군요. 

https://www.sciencetimes.co.kr/?news=치매-환자-gps-고장-원인-찾았다

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