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어제 쓴 정보글인데 글을 다 쓰고 보니 가독성이 애미출타로 병신같아서 ㅁㅈㅎ 폭탄맞았음.

그래서 좀 다듬고,  오타도 수정하고 바꿔서 재업한다.

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이전에 쓴 정보글들

응딩이에 대해 아라보자 : http://www.ilbe.com/1392403810

얼굴의 매력에 대해 아라보자: http://www.ilbe.com/2437873913

대중매체가 과학을 과잉단순화, 윤색시키는 작태에 대해 아라보자: http://www.ilbe.com/2605370132

신박한 3D입체영상의 원리에 대해 아라보자 : http://www.ilbe.com/866785811

생산직이 좆같은 이유를 심리학적으로 파보자 : http://www.ilbe.com/3334832047

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<써론> 

몇달전에 과학분야 노벨상이 발표됐었다.

그게 불과 몇달 전 인데, 이제 2015년이니 작년이네...시간 참 빠르다 시발.

그 중에 이 3명의 학자들이 노벨 생리학상을 수상했다.

이 양반들은 사실 한국에선 문돌충 취급받는 심리학자들이야 

문돌충들이 노벨생리학상을 수상했네 문들문들 ㅋㅋ 

암튼 오늘의 정보글은 이 양반들의 연구한 것과 함께

해마에 대해 간단히 아라보도록 하자.

니네가 만약 과학 좋아하는 과학덕후라면..적어도 요번에 노벨상 수상한게 뭘로 노벨상 수상했단건지 정도는

교양지식 수준으로 알고 있어야 하지 않겠노?

이 사람들은...우리가 길을 탐색하고, 위치를 파악하고, 공간감을 가지는 것을 가능케 하는

그런 네비게이션 gps시스템 같은 메커니즘을 뇌의 해마체에서 밝혔다

한마디로 머릿속에서 뇌가 공간지도를 구성하는 메커니즘을 밝힌거야.

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<누가 노벨상 탔나?> 

이 사람은 존 오키프라고 아일랜드계 이민자 출신 미국인이고,

영국 시민권을 갖고 지금은 영국에 살고 있지, 캐나다 영주권도 있음. 시발 ㅆㅅㅌㅊ?

원래 뉴욕 시립대라는 고만고만한 대학에서 마케팅 전공하고 있었는데..갑자기 뜬금포 터지게 심리학에 깊은 관심이 생겼다함

그래서 단풍국으로 뜬담에 맥길대 심리학과에 들어가서 거기서 생리심리학이란걸로 석사랑 박사학위를 받고,

그 담에 영국으로 건너가서 유니버시티 칼리지 런던 UCL에서 박사후 과정 마치고

거기 인지신경과학센터에서 일하다가 지금까지 그 연구소 소장으로 있음.

백발 털보간지 ㅍㅌㅊ?

서울대에 강연도 하러 온적도 있다.

노벨상탔다고.. 초청해서 졸라 두 유노 킴치 졸라 물었을듯

한국과학계가 노벨상 탈라면 우째 해야 하는지 고견을 꼬치꼬치 캐 묻는 김치근성 보소

그리고...

에드바르 모서, 마이브리트 모서.

이 사람들은 서로 부부사이야. 

부부가 금술 좋게 노벨상 같이탔지..부럽다 이기

둘 다 노르웨이 국적이고, 남자는 진성 바이킹계 노르웨이인. 여자는 독일계로 부모가 독일에서 온 이민충임

저 사람들도 심리학자야 여자는 오슬로 대학에서 학부시절부터 심리학 전공으로 있었고,

남자는 수학전공이었다 함. 둘이 만나서 썸씽 그린라이트 한담에 대학원도 심리학으로 같이가더니만 결혼했다 함

잠시 심리학과에 교수로 있다가, 지금은 교수가 아니라 노르웨이 국가에서 운영하는 뇌 연구소에 있는거 같더라

비교적 젊은 사람들이다 보니 사진 찍는걸 좋아하네

이 사람들도 런던 UCL에서 박사후 과정 밟았는데 그때 거기 터줏대감으로 있던 존 오키프랑 만나게 됐고, 존 오키프가 발견한것에 영향을 받았지.

노벨상 수상했다고 저 여자가..입고간 드레스...

드레스에 자수가 신경세포 모양임 ㄷㄷㄷ

뇌 덕후 ㅍㅌㅊ?

이 사람들의 간단한 소개 영상

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자 사람 소개는 이쯤에서 끝내고

저 사람들이 뭘 연구해서 노벨상을 수상했단건지..

우리ㅎㅌㅊ 일게이들도 아주 쉽고 간단하게 알아들을 수 있도록 대충 병신같이 설명할 테니 함 아라보자.

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<노벨상 왜 탔나?>

노벨상은 존나 몇달전에 수상한거지만, 이 모든게... 

사실 최근에 밝혀진 따끈따끈한 과학적발견인건 아니고, 이미 한참 오래된 떡밥이야. 70년대로 거슬러 올라가지.

우리들은 집에서 안방에 들어가면 안방에 있다고 느끼고, 거실에 있으면 거실에 있고,

옥상에서 담배를 피면 안방에 비해 윗층의 지점 어딘가 위치에 있다고 생각하는 것이 당연하다고 생각한다.

하지만 우리가 어떤 장소에 있다고 인지하는 것은 단순히 느낌으로 아는 것이 아니라 뇌세포의 긴밀한 네트워크를 통해 가능해진거임.

이 사람들은 그러한 네트워크에 관여하는 뇌세포들을 찾아내어 그 역할과 작용을 밝힌 공로로 노벨상을 수상한거다.

70년대에 존 오키프가 해마에서 장소세포라는걸 발견하고, 그 후에 모서부부가 해마 인근영역인 내후각피질(entorhial cortex) 부위에서 

격자세포를 발견해. 그 둘의 연구로 하여금 뇌를 통해 주위 공간을 인식하는 메커니즘이 규명된거다.

<인지지도>

이 모든 업적에 시작은 저기 존 오키프라는 백발 아재가 1971년에 장소세포(혹은 위치세포, place cell)라고 하는걸

쥐의 뇌 해마체에서 발견함으로써 시작한거야.

근데 사실, 머릿속으로 지도를 그린다는 '인지지도'라는 발상은

오키프 아재가 70년대에 장소세포를 발견하기 당시 훨씬전, 그 시점으로부터 약 20년전인 1940~50년대 시절에

에드워드 톨먼이라는 심리학자에 의해 이미 나온 발상이었어

톨먼이 살던 시절은 'Radical behaviorism, 극단적 행동주의'라는 사조가 학계에 만연해 있던 시대인데,

톨먼 자신도 '학습'을 연구하는 행동주의자였지만...그런 극단적행동주의가 뭔가 잘못 가고 있다고 생각하고 있었지

극단적 행동주의가 뭐냐면 정신과정을 과학적으로 연구할려면 심상, 주의, 기대같은 사고를 블랙박스에 가둬버리고, 없다고 치고

관찰하기 용이한 행동만 연구해야 한다는 논리야. 일명 자극과 반응 S-R(기계로 치면 입력과 출력. 그 내부구조는 알 수 없음으로 퉁치기)로 모든걸 설명할려던 학파였지(그래도 행동주의라는 사조가 있음으로 해서 '정신과정'이나 '행동'을 아주 엄밀한 과학적 방법으로 연구가 가능 할 수 있게 되었어)

쥐가 미로에서 길을 찾는 학습을 행동주의식으로 대입해보면, 그냥 미로 이쯤에서 왼쪽으로 돌고, 이쯤에서 오른쪽으로 돌고, 돌면 보상물이 나오고... 이런 반응의 연쇄를 보상과 처벌의 논리에 따라 학습한것에 불과하단 거였지

톨먼은 이 아이디어에 반대되는 증거를 찾아버렸어

미로에 쥐를 그냥 보상과 무관하게 자유럽게 풀어둔 쥐가 보상-처벌 절차로 미로를 학습하는 쥐보다 더 빨리 미로에서 길을 찾더란거야

그 통제된 실험 상황에서 설명할 수 있는건..쥐가 그 미로에 대한 공간적인 지도, 즉 이니지도를 머릿속으로 그려서 갖고 있다고 밖에 설명 할 수 없는거지.

톨먼 얘기를 자꾸 하면 이 글 주제를 매우 벗어나니까 이쯤해두고,

암튼 그 당시 기술로는 이 머릿속 지도라는걸 신경학적으로 검증할 여건이 안되었었다.

근데 후에 존 오키프 이 아재가 그 신경세포를 찾아낸거야

그게 바로 장소세포라는거지

장소 세포 이전에 해마기능 연구의 간단한 역사에 대해 대충 알아보고 넘어가자.

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<해마기능에 대한 각종 썰들>

폰 캡쳐라 사이즈 조절이 안되노..

이게 변연계라는건데 저기 초록색 부문만 해마야.

저거.. 해마가 저렇게 생김.

요건 횡으로 자른 관상단면..저기 초록색 보이지? 저게 해마임.

시상절편으로 본 해마의 모습이다.

수평면으로 머가리를 자른후 드러난 두부 모습이다.

초록색이 해마임.

암튼 자..그래 해마가 이렇게 생겨 먹었어.

다들 뇌의 해마가 기억이랑 연관되어있다고 얼추 어디선가 들어본 적이 있을 꺼야.

근데 옛날에는 시발 그렇지가 않았지..

어쩌다 해마가 기억이랑 관계된 구조물인걸 알았을까?

바로 해마가 손상이나 절제된 사람을 보니..하나같이 기억기능에 장애를 가지더란 거야.

무엇이 됐든간에 해마가 고장나면 기억기능에 장애가 생기니, 해마가 기억이랑 연관된거라고 사람들이 생각하기 시작했지.

근데 문제가 기억이란놈이 기제가 여러가지고, 환자가 해마가 손상되도 '일부 다른 유형의 기억은 여전히 살아있는 경우가 있었고,

특정유형의 기억만 작동이 안되더라'

라는 사실이 있어서...해마란놈이 도대체 정확히 뭘 하는건지 불확실했었어..

긍까 해마가 특정 유형의 정보를 저장하는데는 다른부위보다 중요한것은 사실이지만, 몇몇 기억은 잘 응고화(잘 확립되면)되면 

해마가 좀 고장나도 기억은 여전히 하게 되는 등, (이 경우 해마가 아니라 대뇌피질에 의존하게 됨),...

긍까 도대체 정확히 어떤 유형의 기억이 해마에 종속되어 있는지, 해마가 진짜로 기억에서 뭘 하는건지 사실 학자들이 잘 몰랐었어..

그래서 그 해마가 손상된 환자들의 사례들을 바탕으로 세워진 첫번째 가설이 해마가 외현기억(Explicit memory), 서술기억(Declarative memory)에 관여한다는 썰이었지. 해마가 손상되면, 일단 다른 유형의 기억은 멀쩡한데, 외현기억 같은 그런 유형의 기억 능력이 필요한 과제를 수행하는게 불가능했으니깐..

외현기억, 서술기억이란 의식적으로 접근 가능한 기억이나 정보를 뜻하는데..이것의 반대가 암묵기억, 절차기억이야. 이걸 또 일일이 설명할려면 정보글이 삼천포로 가기 시작하니까 걍 그렇게 알아먹도록 하고 넘어가자.

두번째 가설은 해마가 '공간기억'에 특별히 중요하단 구조물이란 썰이야. 지금 정보글의 대상인 존 오키프도 여기에 포함되는데, 암튼 이를 포함한 몇몇 학자들은 공간적인 정보를 처리하는 것과 관계된 기억에 해마의 역할이 유난히 두드러지는 그런 강력한 증거들을 바탕으로,

진화적으로 넓게 생각할 때, 해마의 원래 기능은 '동물이 환경 속에서 길을 찾는 것을 배울 수 있도록 해주는 것 정도'로 생각하고 있지..

원래는 해마가 길찾기 용도로 있던 구조물이란거지...

근데 동물들이 진화하면서 해마가 다른형태의 부산물적인 기능을 하기 시작한다는거지..(진화론 용어로 이런 의도치 않은 기능을 하게되는걸 스펜드럴이라 카드라)

긍까 해마가 진화한 이유는 원래 동물이 자연상황에서 길을 찾고 위치를 파악하게 하는 거였는데..

길을 찾는 그런 능력이 있다보니까 어쩌다 보니 그게 특정 유형의 기억(다른 복잡한 기억 기능)에 해마가 관여하게끔 기능해가면서 진화 됐단것임.

(부산물이란 말이 이해가 안되는 게이는 이걸 생각해봐. 지금 누구나 커피를 즐기는데. 인간이 커피를 즐기는 이유가 진화적으로 커피마시는 사람이 자손번식을 더 잘해서라고 생각하면 말이 안되겠지? 커피는 일종에 흥분제고 사람들은 종종 자극을 원하지)

근데 이런걸 잘봐바...동물이 길을 찾아댕기고 하면서 갖는 그런 '공간감'이라는게 눈에 들어오는 주변 대상들의 구성. 예컨대 나무와 돌멩이의 위치, 편의점이랑 피시방과 나의 관계 같은...

이런 대상 상호간의 관계에 의해 정의된다. 

위 그림에서 저 쥐가 자신의 위치를 파악하는건, 저 주위 환경 사물 오브젝트들과 '서로 연관된' 일련의 기억을 근거로 설정하지...요런 점을 들어서 세번째 가설이 또 등장하게 되는데 해마가 형상학습(Configural learning) 혹은 형태연합(configurational association), 혹은 연관기억(Relational memory)에 필수적인 구조물이란 썰이지...공간감, 공간지도를 갖는단 개념 자체가, 무언가 사물 사이의 '연관'에 해당되잖아?

그니까 해마란놈의 실제 역할은 그냥 공간 뿐만 아니라, 어떤 감각적인 자극이나 경험들을 뇌나 정신에 표상으로 구성하기 위해, 세부 요소나 사건들을 서로 결합해주고, 또 이 표상이랑 다른 요소적 표상 사이의 연합을 형성하도록 해준다는 썰...

.. 아 ㅆㅂ 말이 존나 어렵지? 

더 쉽게 말하면, 해마란 놈의 역할이 결국 단순기억 자체에 관여하는 구조물이 아니라, 

감각적인 경험의 조각들을 한데 묶거나, 분리된 조각들이 저장된걸 정리해서 나중에 그걸 함께 상기되도록 한다는 썰이야.

공간과 무관한 이런 형상학습과제를 동물한테 학습을 시켜보니 해마를 인위적으로 손상시킨 동물은 이게 안되드란걸 발견했지..

공간기억이든 서술기억이든 이게 되야 가능한거지. 예컨대 노짱의 기억이라는 것은 노짱과 관계된 온갖 세부적 사건, 얼굴특징, 모습, 같은 것들이 머릿속 어딘가에 산재해있고, 해마의 역할은 그걸 연합시켜주는 거더라 이거지!

암튼 이 외에도 다른 썰이 있지만 더이상 나가면 삼천포로 빠지는 것이므로..

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여기까지가 대충 훑어본 해마의 기능에 대한 여러 썰이었다.

<그래서 장소세포가 뭔가?> 

자 암튼

저 존 오키프라는 사람이 70년대에 해마체에서 재미난 발견을 했는데,

쥐의 해마 CA3이랑 CA1라고 불리는 영역에 분포한 피라미드형 뉴런 집단에 전극을 암데나 심어놓고, 쥐를 어떤 환경에 자유롭게 돌아다니게 해놨다.

근데 전극이 심어진 그 뉴런이 쥐가 특정한 장소 안에 있을때만 반응을 보였어. 그 뉴런은 오로지 그 영역에서만! 격발반응을 보인거지.

호기심에 오키프는 다른데다 다시 미세전극을 찔러넣어놓고 검사 해보니, 이번엔 그 뉴런은 또.. 다른 특정 장소에 있을때만 발화했다.

오로지 그 특정 위치에 쥐가 있을 때만 반응한거야.

그래서 오키프는 이 '공간'에 반응하는 희한한 뉴런을 지칭하기 위해 장소세포(place cell, 혹은 위치세포)라는 이름을 붙였어.

이 장소세포라고 불리게 된 뉴런들은 자신이 최대로 반응을 보일 어떤 특정구간의 선호장소를 갖고 있었는데,이 장소를 그 해당 뉴런을 위한 장소야(place field, 다른말로 장소장, 공간영역이라고도 불림) 라고 이름 붙였지. 장소야라는 말은 감각계 뉴런의 '수용야'에서 이름을 따왔어.

이 '장소야'라는 개념을 좀 더 잘 이해할려면 전에 그 '수용야(receptive field)'라는 개념을 먼저 이해할 필요가 있다.

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장소세포를 파기 전에 잠깐만 삼천포로 빠져서

이걸 아라보고 넘어가도록 할께. 패스하고 싶은 게이는 패스해도 된다.

이 신경세포라는 놈은 오로지 두가지 신호 밖에 없어

1. 발화(반응)한다

2. 발화하지 않는다

마치 컴퓨터의 이진법 같지. 근데 이 두가지 신호로 온갖 정보를 코딩하고 기억이나 사고나 씨발 온갖것이 씨발 가능해

어떻게 그럴까?

컴퓨터의 이진법하곤 다르게 더 복잡하다 이기야. 

발화하는 패턴(예를들면 팍 팍 팍 이렇게 반응하는거나, 팍팍파갚갚ㄱ! 이런 더 빨리 반응하거나 하는 발화빈도),

그리고 여러가지 신경세포들의 발화율을 취합해서 그거랑 연결된 다른 신경세포를 발화시키거나 하면서 새로운 신호로 그걸 또 코딩해버리기도 하지.

나 그림 못그리니까 태클 ㄴㄴ 하고.

저게 눈이야. 안구라고.

눈에는 빛을 받아들이는 광수용기세포가 있지? 편의상 그걸 픽셀이라고 생각해보자.

저기에 찍힌 점이 모니터 픽셀에 해당하는 하나의 감각수용기 세포라고 생각해봐

저 그림과 다르게 무수히 촘촘하게 많이 있다고 상상해봐.

이제, 저 픽셀에 시신경이 안구 뒤로 넘어가서

저 동그란 신경절 세포 한개에 수렴이 된다고 생각해봐

시신경은 시발 저 그림과 다르게 존나게 많은걸 감안해야 한다.

저렇게 또 저 신경절세포는 또 다른 신경세포에 연결되지. 저런 세포는 하나의 집단을 이루면서 또 특정한 구조물을 형성.

이런식으로 구조가 복잡하게 연결되서 점점점 머리 중추신경계까지 올라가는거야.

신경세포는 오로지 1.반응한다  2.반응하지 않는다 두 신호 뿐이지만 그 신경세포가 반응하기를 결정하는 무수한 세포가 연결된 구조.

그때!

저 빨간칠 한 신경세포 한놈에 연결된, 망막에 픽셀세포가 저렇게 동그란 모양으로 모여있다 할 때.

저 동그란 영역이 저 빨간색칠한 세포 한놈이 갖는 수용야다. 라고 하는 것임

한마디로 저 세포를 손상시키면 저 세포랑 연결된 영역만큼의 픽셀영역이 안보이는거야. 저 세포 하나가 갖는 수용야. 저 세포가 보는 세상인거지.

거듭말하지만 신경세포란놈은 1. 반응을 하거나, 2. 반응을 하지 않거나 둘 중 하나인데

저 빨간색칠한놈이 반응할려면 저 해당영역 만큼만의 픽셀에 무언가 자극이 다 들어와서 저 픽셀들이 다 반응을 하면 

마침내 저 빨간칠한 세포가 "빵!~"하고 반응한다는 거지

이 구조는 뒤로 들어갈 수록 점점 더 복잡해져 가면서...

뒤에 더 복잡한 구조물에 있는 네모세포의 수용장은 저 똥그라미 세포보다 좀 더 복잡한 형태를 띄고 있지

저 네모난 세포가 갖는 수용장은 길쭉한 막대기 모양이다. 

막대기 모양 픽셀세포에 딱 맞게 자극이 오면 그제서야 저 네모난 빨강 세포가 반응함

저기서 저 세포가 갖는 수용장은 저런 막대기 모양이다. 라고 할 수 있는거지.

(파란영역은 반응을 억제하는 신호를 생성하는 영역이라고 보면 됨.)

그리고 저런 수용장은 막..여러가지 각도로 기울어진 막대모양들처럼 여러가지가 있을 수 있지...저 막대기 모양이 수렴화되서

우리가 사물을 보는데 영향을 미친다는거야 세상엔 갖가지 방향의 선분들로 가득차있잖냐

무슨 말이냐면

이런식으로 말이지. 뭔가 감이 오지?

세상은 시발 저런 선분으로 가득차 있고 저런 온갖 세부특징을 탐지하는 시스템이

수렴화 되어서 세상을 지각한다는 거지..

뭐 저런 막대세포들 말고라도 온갖게 있다

어떤건 움직임, 어떤건 특정 방향 경계면, 색깔, 깊이감 등등

심지어 어떤 세포는 여러 상이한 감각들의 영역을 갖고 있기도 하고..

신경세포는 오직 발화하거나, 발화하지 않거나 하는 두 반응 밖에 없지만

한 세포가 갖는 수용야라는게

감각계에서 위로 들어갈 수록 그 구조가 복잡해지고

그렇게 뇌가 정교하게 짜여진 프로그램처럼 체계적으로 복잡하게 조직화되어있단거야

여기까진 감각계의 시각시스템 얘기였지만

해마체에 장소야 설명한다고 너무 심한 삼천포로 빠져버린거 같다 ㄷㄷㄷ

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<다시 장소세포> 

자, 어떤 장소세포 하나가 갖는 '장소야' 라는 개념이 이제 어떤건지 알겠어?

그 세포는 여러 하위구조물과 복잡하게 연결체를 맺고 있는거야. 그 장소세포가 하는 일이라곤

1.반응한다. 2.반응하지 않는다

두가지 뿐이지만 그 장소세포의 반응여부를 결정하는 것은 쥐가 어느 위치에 있는지 여부에 달린 것이고 그 특정 영역을 두고

"해당 장소세포가 갖는 하나의 장소야다." 라고 하는거야 

자 다시 본론으로 돌아와서

저 오키프라는 양반이 해마체에서 그런 장소세포를 찾았어

저렇게 쥐를 어떤 동그란 통 같은 공간에 넣어둔채로 해마체에 전극을 꽂고, 그 세포가 반응하는지 안하는지 컴퓨터로 기록하면서

그와 동시에 카메라로 쥐의 움직임 동선을 추적한다. 저 공간에 별문양은 쥐가 자신의 위치를 파악할 수 있는 공간단서가됨.

그러면서 그 쥐가 특정 위치의 공간에서 꽂아놓은 세포가 발화하는지 안하는지 확인할 수 있지

카메라로 쥐의 움직임을 오른쪽 화면처럼 파악하면서 그와 동시에 그 신경세포가 반응하면 점으로 표시가 되는거야.

말로 설명하는거보다 한번 보는게 더 빠르다.

이 동영상은 장소세포가 아니라 다른 세포 측정한건데..좀따 밑에가서 다시 설명한다.

암튼 뭐 대애충 요로코롬 말이지, 이런방식으로 측정된단거야

쥐의 움직임과, 해당 뉴런이 반응하는 신호가 같이 따라가면서 측정되는거야.

자, 장소세포 하나가 갖는 장소야(공간영역)의 특성은 이런거야

아까 저 카메라 달린 그림의 오른쪽 화면과 마찬가지로

이 그림 윗줄에서 볼 수 있듯이

쥐가 특정영역에 들어가면 그 세포가 팍팍팍팍 반응하는걸 기록할 수 있지..긍까 그 세포는 쥐가 저 영역에 있을 때만 반응하는 거다!

저 최적공간영역을 두고 그 세포 하나가 갖는 장소야라고 부르는거야.

근데, 이 장소세포가 어떻게 작동하는가를 알려면 정확히 뭐가 장소를 정의하는지 부터 생각해봐야 한다

쥐를 일단 어떤 환경에 자유롭게 냅두면 지가 알아서 그 공간을 탐색을 하지.

글고 그 장소세포가 반응하도록 하게 하는것은 공간에서 쥐가 자신의 위치를 감지하는 내적감각에 의존한다.

예를들어 냄새라던가, 청각적 자극이라던가.

그치만 이 경우 대부분은 시각적인 단서, 특히 뚜렷한 시각단서의 입력에 강하게 의존하는 경향이 있어(시각은 존나 다른 모든 감각을 압도하는 경이로운 기능임)

예로 저렇게 3갈래의 방사형으로 뻗은 미로 한 가운데에 쥐를 냅두고 쥐를 자유롭게 냅두면

(a) 봐바. 뻗은 길 2와 3 사이의 보라색 곡선으로 표시된 부분있지? 저게 하나의 뚜렷한 공간단서가 됨.

이제 (b)를 봐바 그렇게 쥐가 자유롭게 탐색하면서 저 단서를 바탕으로 몇몇 장소세포는 저 방사형으로 뻗은 미로의 각각 부분들에 상응하는 특정한 장소야를 갖게 되는거임 (b)의 경우에는 2번영역인거지.

어떤 장소세포가 (b) 그림처럼  2번 길 영역에서 저렇게 반응하는걸 발견했다 쳐보자

(까만 영역이 많은 반응을 보이고 약간 밝은 영역은 적은 반응 빈도를 보인걸 나타냄)

그담에 저 미로를 저렇게 윗줄 (c) 처럼 120도 회전시키면???

그 장소세포는 어떻게 반응하겠노?

그 장소세포의 장소야도 저렇게 보라색 곡선 단서를 바탕으로 장소야가 그대로 바뀌는거지

이런 장소세포에 특정한 장소야에 구역이 어떻게 코딩 되는지의 여부는

바로 그런 공간적 단서들, 이정표에 달려있는거임

그리고 또한 저런 장소야의 구역은

그 장소를 얼마나 학습했냐에 따라 넓이가 줄어든다

만일 쥐가 졸라 저 미로를 반복해서 완벽히 학습했으면

그 장소세포가 가지는 장소야는 점점더 존나 작아져서 아주 '구역 특정적'이게 된다.

만약 그 장소를 어정쩡하게 학습했거나, 혹은 해마에서 학습을 방해하는 약물을 투입했다거나, 쉰김치 김여사 처럼 공간 감각이 떨어지면

저 장소야가 졸라 넓어져. 

장소야가 졸라  넓으면 어떻겠노? 

내가 "대애~충 이 쯤에 있겠지" 하는 정도가 심해진단거다.

특히 치매환자들은 장소야가 막 뒤죽박죽이 되거나 조올라 넓거다 그렇슴

자...! 여기까지 존나 씹스압이다

잠시 쉬는 시간을 갖자.

..

쉬었냐?

그럼 시발 계속가자. 

<장소야는 지도가 아니다>

여기까지 들었을 때 혹시 몇몇 일게이들이 오해할 수 있는게

저렇게 탐색했다고 그 미로의 공간적인 지도가 머릿속으로 들어와서 그대로 네이버 지도 마냥 지형도로 조직화된다고 생각할 게이들이 있겠는데

사실, 해마에 있는 장소세포는 실제 세계의 공간적 위치들간의 물리적 관계와 연관할 수 있는 방식으로 조직화되는게 아니야.

무슨말이냐면 저런 공간지도를 그린다고

실제로 니 머릿속에 물리적으로 지도가 그려지는게 아니란거야.

게다가 각 장소세포는 다른 인접한 장소야를 가진 다른장소세포들과 무관하게 코딩된다!

쉽게말해서 장소세포들 끼리는 무관하다는 거야.

여전히 특정 영역에 있다고 반응하는 장소세포란 놈을 가졌다고 내가 저 넓은 전체 미로 공간에서 어디에 있는지 위치를 파악하는건 불가능해

존나 일게이들이 알기 쉽게 비유를 해서 설명을 해줄께

자 일게이의 머릿속에 이 지도가 있다고 생각해봐

글고 이 지도를 ......

이런식으로 직사각형으로 잘라서 '카드'로 만들어버린다고 상상해봐

그담에 이 카드를 뒤섞어 버린다고 상상해봐라. (내가 일일이 잘라서 랜덤하게 섞어서 올리고 싶은데 솔직히 할 줄 모른다. 글고 노가다될꺼 같아서 패스함)

그담에 니가 저 김머중컨벤션센터를 두루 여행을 다니고 있고

해당 카드가 묘사하고 있는 지역에 들어갈 때 마다 그 카드가

그 카드가 요로코롬 노오랗게 빛을 낸다고 가정해봐.. 넌 지금 당장 자신의 위치를 알게 될것임.(예를들어 김머중컨벤션센터 오른쪽 우미어린이집을 니가 지나고 있다는것을 발견할려고 그 카드를 볼 수 있지)

하지만!

단지 어느 카드가 지금 당장 노오랗게 빛나는가를 아는 것으론, 

다른 카드에 묘사되어있는 어떤 거리가 가까운지

또는 먼지를 그리고 한 거리로부터 다른 거리로 어떻게 가야 하는지를 알려주지는 않을 것임

(카드는 랜덤하게 막 섞여 있단걸 감안해봐)..조각조각난거지.

저 카드 한장이 장소세포 하나의 장소야라고 생각하면 이해가 쉽다.

이게....만약 해마가 gps마냥 길 찾기 안내를 위해 장소세포를 사용하는게 맞다면, 반드시 풀어야 할 문제다.

개별적인 장소세포들은 지금 말한 카드 비유처럼 특정한 위치를 확인시켜준다. 그치만

이전까지 어떤 과학자도 공간지도로서 유용한 정보를 제공하는..

장소세포간의 연결을 규명해낸 사람이 없었어

일종에 이 주제에서 수수께끼였지..

게다가 더 꼬이는 점은 해마가...사람을 포함한 동물이 생애 동안에 만날 각각의 특정 장소에 장소세포를 일일이 할당시킬만큼

충분한 수의 뉴런을 포함하고 있지 않어. 장소세포가 많기는 하지만 숫자가 무한대는 아니잖아. 어떻게 지나가는 온동네 구석구석 구역에

장소세포가 일일이 들어가있겠어? 그게 상식적으로 말이 안되자너..글고 사람 머가리는 시발 우주가 아니라 한계가 있는 자원이잖아.

그 대신 다른 환경의 위치들에 반응하기위해 동일한 장소세포를 쓴다.

예컨대 다시 이 사진을 보면

(b)를 봐바..거기서 '길 2'에 해당하는 영역에 활동하는 장소세포가 있다고 칠때

우리 일게이가 담배사러 편의점갈때 들리는 북동쪽 골목길에도 저 세포가 하나의 장소야를 가지고 있을 수 있단거지..

장소세포라는놈이 긍까 위치 특정적이긴 하지만

아주 완벽히 특정적인건 아니란거야. 길 찾을때 카드 하나로 찾을 수 있는게 아니란거지..

장소세포의 장소야는 변경이 가능하고, 여러 구역을 세포 한놈이 같이 처리한다

이런식이면 지도로서 기능을 못하는거야.

이런식으로 수수께끼가 해결이 안되다가...

마침내 많은 연구자들이...쥐들이 특정 장소에 도달하기 위해 쥐가 정말로 해마의 장소세포들에 의존하기는 하는지 막 의심을 품기 시작하는 지경에 이르렀지..

<격자세포의 발견> 

그때!!

두둥

이 부부가

2005년에 해마가 아닌 해마 주변부에 위치한 내후각피질(entorhinal cortex)에서 격자세포(grid cell)라고 이름붙인 세포집단을 확인하면서 모든 그림이 그려지기 시작했어

표시된 부분이 내후각피질이다. 내후각피질은 바로 해마 근처에 저렇게 있으면서 해마 관통경로를 구성하는 축색을 갖고 있지.

격자무늬가 뭔지 알지?

이게 격자무늬야

이 격자세포는 쥐가 돌아다니면서 특정 위치와 상관없이

무조건 격자형태로 저렇게 규칙적으로, 쥐가 어디에 위치해 있든지 간에

저렇게 반응하는거야.

저기서 까만 줄은 쥐가 움직인 동선을 의미하고

빨간부분은 해당 격자세포가 반응한 지점을 의미한다.

모양을 보면 형태가 일정하게 격자형태로 가지?

무슨말인지 모르겠다면..

그니까 니가 어디를 가던 얘는 계속 저렇게 격자형태로 장소에 반응하는거야.

어디에 있든 격자형태로 계속~~반응해가며 나아가지

음 긍까...요놈들은 쥐가 어디에 있든지 간에, 쥐가 움직이면서 계속 장소에다 격자행태 무늬의 반응흔적을 만들어간다.

그래서 동물이 자신의 몸을 배경, 주요 지형지물, 특정 오브젝트의 표시들에 의존하지 않고

자체 좌표체계와 같이 시스템 안에 위치할 수 있게 해주는거지

(이걸 철학하는 게이들이 이러더라..뭐 데카르트가 예전해 냈던 아이디어, Cartesian external coordinate system이나, 유클리드 공간이 인식 주체 외부환경의 정보에 의한 것이 아니라 선험적인 것이라는 임마뉴엘 칸트 의 선험적 종합판단을 실제로 증명한 사례라고 꼽는다는데 나는 뭔 콩까는 소린지 잘 몰겠다.)

아까 보여줬던 동영상인데

이게 격자세포 활동을 레코딩한거다

점점 갈 수록 반응 형태가 격자로 가고 있는게 보이지?

무슨말인지 감이 잡힘? 계속 걸어댕기면서 격자형태로 자체좌표를 환경에다 저렇게 쏘는거야 

자 이 모든게 합쳐져서 하나의 그림이 되는걸 보자

이렇게 되는거다.

격자세포와, 장소세포가 서로 상호작용하면서, 특정구간의 위치도 파악하고, 지도를 머릿속으로 그리는 공간지각을 가능케 하는거야

장소세포는 지 혼자는 아무 쓸모 없지만 분명히 환경상의 위치정보를 따로 코딩해주고, 격자세포는 자기가 자체 좌표를 환경에다가 쏴서 

그 정보를 취합하여 자신이 환경의 공간상에서 어디에 위치해있다는걸  파악하게 하는데 도움을 주는거지 

(이외에도 border line cell, head direction cell)몇가지가 더 규명됐지만

전공자도 아닌데 일게이들이 그런걸 알아서 사는데 아무런 도움없으니 중요한 장소세포랑 격자세포만 알면되고

이쯤에서 요약 대충 아무렇게나 하고... 정보글을 마치겠다.

씨발 정보글 쓰다가 이렇게 길어지게 될 줄 몰랐네...

노무 길어서 미안하다 ㅜ_ㅜ

(다시 다듬어서 재업한다고 한건데...길이는 줄이지 못했다 미얀)

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死줄요약

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1. 장소세포는 외부 환경에 있는 사물에서 위치 좌표를 받아 온다

2. 격자세포는 지가 자체 좌표를 환경에다가 쏜다.

3. 저게 다 합쳐져서 gps기능이 된다.

死. 두부는 복잡하고 신비로운 존재다.