위치세포ᆢPlace cell
위치 세포는 해마(Hippocampus) 뇌 영역에 존재하는 특정 추상 신경세포(Pyramidal neuron)로써, 동물이 공간상의 특정 위치에 이동함에 따라 그에 맞추어 활성화되는 신경세포를 의미한다.
즉, 위치 세포는 공간상의 위치를 감지하고 안내하는 뇌 속의 네비게이션과 같은 역할을 하는 신경세포이다.
위치 세포의 공간 영역
각각의 위치 세포는 자신 만의 공간 영역(Place field)를 갖는다. 위에서 언급 되었듯이, 만일 위치 세포 A는 쥐가 A'이라는 공간에 있을 때 활성화되고, 위치 세포 B는 쥐가 B'이라는 공간에 있을 때 활성화 된다면, A'이 위치 세포 A의 공간 영역이 되며, B'이 위치 세포 B의 공간 영역이 된다. 즉, 위체 세포의 공간 영역이란 실제 공간 상에서 각각의 위치 세포에 의해 감지되는 영역을 의미한다. 따라서 각각의 위치 세포는 서로 다른 공간 영역을 갖는다.
그림 2. 각 위치 세포에 대한 공간 영역 예시. S자로 굽어진 공간을 쥐가 이동함에 따라, 각각의 위치에서 활성화되는 신경세포가 달라지는 것이 색깔로 표시되었다. 즉, 동일한 색깔로 표시된 부분이 해당 위치 세포의 공간 영역이다. (출처: Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Place_cell#/media/File:Place_Cell_Spiking_Activity_Example.png)
2014년 노벨생리의학상
2014년 노벨생리의학상은 John O´Keefe, 메이-브릿 모제르(May-Britt Moser), 에드워드 모제르(Edvard Moser) 세 명의 과학자가 공동 수상하게 된다. 노르웨이의 신경과학자인 May-Britt Moser와 Edvard Moser는 2005년 위치 세포와는 다른 종류의 공간 감지 세포를 발견하고 이를 격자 세포(Grid cell)이라 이름 지었다.
그림 3. 격자 세포를 발견한 Edvard Moser와 May-Britt Moser. 부부 과학자이며, 2014년 John O'Keefe와 함께 노벨생리의학상을 수상하였다. (출처: Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Edvard_Moser#/media/File:Edvard_Moser_2015.jpg, https://en.wikipedia.org/wiki/May-Britt_Moser#/media/File:May-Britt_Moser_2014.jpg).
격자 세포는 위치 세포가 존재하는 해마와는 다른 뇌 영역인 후각뇌피질(Entorhinal cortex)에 존재한다. 또한, 하나의 격자 세포는 공간상의 하나의 특정 영역에서만 활성화지 않고 여러 영역에서 활성화 된다. 특이한 점은, 이러한 공간 영역들이 격자형태로 분포한다는 것이다.
그림 4. 격자 세포의 공간 영역 분포. 하나의 격자 세포는 여러 지점의 공간 영역을 갖으며, 이들 공간 영역은 마치 격자 형태로 분포되어 있다. (출처: Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Grid_cell#/media/File:Autocorrelation_image.jpg)
위치 세포와 격자 세포에 대한 많은 후속 연구를 통해, 이들 세포들이 서로 영향을 주고 받으며 동물이 공간상의 위치를 인식하는데 중요한 역할을 함이 규명되었다. 쥐(Rat)와 생쥐(Mouse)에서 위치 세포와 격자 세포가 발견된 이후, 인간을 포함한 다른 종류의 포유류에서도 비슷한 역할을 하는 신경세포가 해마와 후각뇌피질에 존재함이 밝혀졌다.