초록 ▼

□ 연구개요
해마는 일화기억을 만드는데 필수적인 뇌의 영역임. 특히 해마의 치상회절에 있는 성숙한 과립세포는 감각피질을 통해서 들어오는 입력신호들을 조합하여 학습과 기억을 통해서 엔그램을 형성한다고 알려짐. 본 연구의 목적은 입력신호를 받는 과립세포 수상돌기에서 벌어지는 입력신호간 결합 및 신호 통합원리를 분석하고 이러한 상호작용이 이형시냅스간 가소성(Heterosynaptic plasticity)에 미치는 영향을 규명하여 엔그램세포의 형성기전을 규명하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
연구목표1: Hete

□ 연구개요
해마는 일화기억을 만드는데 필수적인 뇌의 영역임. 특히 해마의 치상회절에 있는 성숙한 과립세포는 감각피질을 통해서 들어오는 입력신호들을 조합하여 학습과 기억을 통해서 엔그램을 형성한다고 알려짐. 본 연구의 목적은 입력신호를 받는 과립세포 수상돌기에서 벌어지는 입력신호간 결합 및 신호 통합원리를 분석하고 이러한 상호작용이 이형시냅스간 가소성(Heterosynaptic plasticity)에 미치는 영향을 규명하여 엔그램세포의 형성기전을 규명하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
연구목표1: Heterosynaptic plasticity에 중요한 NMDA receptor(NMDAR)-mediated plateau potential이 과립세포에서도 나타나는지를 확인
연구결과: Pharmacology실험을 수행하여 NMDAR-mediated plateau potential이 Na⁺ channel-mediated spike에서 NMDA spike로 이어지는 chain-mechanism임을 규명함.
연구목표2: 각각의 Dendritic branch별로 NMDA spike의 발생여부를 통해 dendrite의 독립연산능력을 규명
연구결과 1: Dendritic branch-specific한 시냅스 자극을 만들기 위해서 Glutamate micro-iontophoresis 기법을 새롭게 개발하였고, 이 기법을 이용하여 dendritic branch-specific plateau potential이 발생하는 것을 확인함.
연구결과 2: Calcium imaging technique을 이용하여 dendritic branch-specific computation의 단서 확보함.

□ 연구개발결과의 중요성
과립세포(GC)은 감각피질을 통해서 수많은 입력정보를 받는 해마의 첫 번째 영역으로서 이같이 무수히 많은 정보를 선별하고 학습하여 저장하는 중요한 역할을 함. E 따라서 입력신호를 직접 받아들이고 처리하는 GC dendrite의 해부학적, 생리학적 특성과 기능을 상세히 밝히는 것은 기억 형성을 이해하는데 중요함.
타세포군에 비해서 GC의 수상돌기는 매우 가늘기 때문에 실험적인 접근이 어려웠던 소기관이라서 computational modeling에 의한 시뮬레이션을 통해서 수상돌기 내에서 신호가 통합 및 처리되는 방식을 예측하는 연구가 대부분이었음. 하지만 본 연구자는 선행연구를 통해서 최초로 GC dendritic membrane에 있는 voltage-gated ion channel의 분포양상을 밝혀내었고, 특히 수상돌기의 말단에서 독립적인 스파이크(dendritic spike)를 발생한다는 능동적 특성을 발견하여 GC의 연산능력에 대한 새로운 가능성을 제시함.
이를 기반으로, 본 연구과제는 GC 수상돌기에 영역별로 들어오는 입력정보들의 결합기전을 탐구하여 해마가 일화기억을 만드는 기전, 특히 과립세포가 속한 치상회절 네트워크(dentate gyrus network)에서 일어나는 패턴분리(pattern separation)와 같은 중요한 정보처리과정에 대한 실마리를 밝혀내는 계기를 마련하였음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1-1. 연구개발의 필요성 ... 3
• 1-2. 연구가설 및 최종목표 ... 4
• 1-3. 연구범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 6
• 4. 참고문헌 ... 7
• 5. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 8