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- 뉴런은 기억 내용과 맥락을 분리해서 저장한다
- 우리 뇌는 과거의 경험과 그 맥락을 함께 저장하는 것이 아니디.
- 두 개의 서로 다른 뇌세포 그룹에 따로 저장
- 내용 뉴런은 사물이나 사람과 같은 정보 자체만을 저장하고, 맥락 뉴런은 상황만을 기억
저장한다.

뇌는 어떻게 기억을 저장하는가.
뉴런은 기억 내용과 맥락을 분리해서 저장한다

신경 세포 분업:
한 실험에 따르면, 우리 뇌는 과거의 경험과 그 맥락을 함께 저장하는 것이 아니라, 두 개의 서로 다른 뇌세포 그룹에 저장한다. 이 둘이 결합되어야 완전한 기억이 형성된다. 따라서 내용 뉴런은 사물이나 사람과 같은 정보 자체만을 저장하고, 맥락 뉴런은 상황만을 기억한다. 이러한 분업 덕분에 우리 기억은 특히 효율적이고 유연하다고 연구팀은 학술지 "네이처(Nature)"에 발표했다. 

▲ 해마는 우리 몸의 기억 중추다. 그렇다면 해마는 신경 세포 수준에서 어떻게 기억을 저장하는 걸까? © Life Science Databases (LSDB)/ CC-by-sa 2.1 Japan

우리의 일화 기억은 놀라울 정도로 포괄적이고 정확하다. 지식을 저장하고, 수많은 사람의 외모를 기억하며, 심지어 어린 시절의 사건까지 떠올릴 수 있다. 하지만 우리의 기억은 사진첩처럼 작동하지 않는다. 기억을 저장하는 과정에서도 감정, 기대, 그리고 내부적인 필터링 메커니즘이 뇌가 장기 기억으로 저장할 내용과 저장하지 않을 내용에 영향을 미친다. 더욱이, 이러한 기억 내용은 이후에 변형되거나 왜곡될 수도 있다.

개념 뉴런 – 그리고 또 누가 있을까?

완전한 기억이 되려면 뇌는 기억 내용과 그 맥락을 함께 저장해야 한다. 그래야만 예를 들어, 같은 사람이나 사물을 다양한 상황에서 기억할 수 있다. 본 대학의 수석 저자인 플로리안 모르만(Florian Mormann)은 "뇌의 기억 중추 깊숙한 곳에 있는 특정 세포, 즉 개념 뉴런이 주변 환경과 상관없이 특정 인물에 반응한다는 사실은 이미 알려져 있다"고 설명했다.

모르만과 그의 연구팀은 "하지만 인간의 신경 세포 수준에서 기억 내용과 맥락이 어떻게 결합되는지는 아직 명확하지 않았다"고 지적한다. 쥐의 경우 해마 뉴런이 기억과 맥락을 함께 저장하지만, 인간의 개념 뉴런은 그렇지 않다. 따라서 인간의 개념 뉴런은 다른 뇌세포 및 뇌 영역과 협력하여 기억 내용에 적절한 맥락을 제공해야 한다. 

▲ 대부분의 자극 뉴런은 그림의 정체성만을 인코딩하지만, 맥락은 단독으로 표현되거나, 자극 정체성과 함께 표현되거나, 자극 특이적 발화율의 변조로 표현된다. 그림 a는 자극 비교 과제의 예시적인 시행을 보여주는 패러다임이다(여기서는 맥락 질문 '더 큰가?'에 대한 예시). 참가자들은 300번의 시행 동안 맥락 질문에 따라 그림을 비교해야 했다. 각 시행은 다섯 가지 질문(더 큰가?, 마지막으로 본 것(실생활에서)?, 더 비싼가? 또는 더 오래된가?, 더 마음에 드는가?, 더 밝은가?) 중 하나와 두 개의 그림(총 네 개 중)의 순서, 그리고 '1 또는 2?'를 표시하는 답변 프롬프트로 구성되었다. 참가자는 1 또는 2 키를 눌러 질문에 가장 적절한 답변인 그림의 순서를 표시했다. 질문 및 답변 화면은 자동으로 트리거되었다. 각 시행의 지속 시간은 아래에 표시되어 있다. b–e, 그림 제시 시간(0–1,000ms) 동안 발화율(Hz)을 질문과 자극의 종류에 따라 래스터 플롯과 히스토그램으로 시각화한 예시 뉴런들을 왼쪽 상단에 스파이크 밀도 플롯으로 나타낸 그림. b, 자극 뉴런은 질문 맥락과 관계없이 비스킷이 제시될 때마다 선택적으로 발화율이 증가했다. 이 뉴런은 다른 그림에는 반응하지 않았다. c, 이 맥락 뉴런은 자극 종류(맨 위 행)와 관계없이 다른 질문(왼쪽 아래)이 아닌 "더 나이 든 사람인가요?"(왼쪽 위)라는 질문으로 시작할 때 그림 제시 시간 동안 발화율이 증가했다. d, 자극-맥락 상호작용 뉴런의 예시로, 다른 질문과 자극 조합과 달리 "더 밝은 이미지인가요?"라는 질문과 기차 그림(왼쪽 위)이 제시될 때 발화율이 증가했다. e, 이 맥락 자극 뉴런은 선호하는 그림(햄버거, 왼쪽 위)에만 반응했지만, "마지막으로 본 것(실생활에서)?"이라는 질문 맥락에서 더 강하게 반응했다.(출처:Published: 07 January 2026 / Distinct neuronal populations in the human brain combine content and context / nature)

저장 과정 중 관찰된 뉴런

본 대학의 제1 저자인 마르셀 바우쉬(Marcel Bausch)는 "그래서 우리는 다음과 같은 질문을 던졌다. 우리 뇌는 더 유연한 기억을 가능하게 하려고 기억 내용과 맥락을 분리해서 표현하는 것일까? 그리고 맥락에 따라 특정 기억 내용을 떠올려야 할 때, 이러한 분리된 정보들은 어떻게 연결되는 것일까?"라고 말했다. 이러한 질문에 답하기 위해 그와 그의 동료들은 16명의 뇌전증 환자의 뇌에서 개별 뉴런의 활동을 분석했다. 진단 정확도를 높이고 수술을 준비하기 위해 해마와 주변 뇌 영역에 전극을 이식했다.

연구진은 이를 이용하여 일화(逸話) 기억 과정에서의 뇌 활동을 더욱 자세히 분석했다. 환자들에게 두 장의 이미지를 보여주고, 각각 다른 질문에 따라 비교하도록 했다. 예를 들어, 두 이미지에 모두 나타나는 물체의 크기가 다른지 판단해야 했다. 모르만은 "이를 통해 뇌가 서로 다른 과제 상황에서 동일한 이미지를 어떻게 처리하는지 관찰할 수 있었다"고 말했다.
하나의 기억을 위한 두 그룹의 뉴런

분석 결과, 실험 대상자들이 이미지를 볼 때 뇌에서 크게 두 그룹의 뉴런이 활성화되는 것이 밝혀졌다. 첫 번째 그룹은 '콘텐츠 뉴런'으로, 과제나 상황과 관계없이 특정 이미지에 반응했다. 두 번째 그룹은 '맥락 뉴런'으로, 제시된 이미지나 물체와 관계없이 특정 과제 상황에서 활성화되었다.

바우쉬는 “이러한 분업은 인간 기억의 유연성을 설명해 줄 수 있을 것이다. 뇌는 내용과 맥락을 별도의 ‘신경 라이브러리’에 저장함으로써, 각각의 조합에 특화된 뉴런 없이도 무수히 많은 새로운 상황에서 동일한 개념을 재사용할 수 있다”고 말한다. 모르만은 “이러한 신경 세포 집단이 자발적으로 연결되는 능력 덕분에 우리는 개별 사건의 구체적인 세부 사항을 보존하면서 정보를 일반화할 수 있다”고 덧붙였다.

참고: Nature, 2026; doi: 10.1038/s41586-025-09910-2
출처: 본 대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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