기억과 신경과학의 거장 에릭 캔델

뇌과학이 발전하는데 많은 영향을 끼친 과학자분들 중 한 분으로, 기억과 신경과학의 거장인 에릭 캔델에 대해 알아보자.

에릭 캔델(Eric Kandel, 1929~)

기억 연구의 선구자

에릭 캔델(Eric Kandel)은 신경과학의 발전에 혁신적인 기여를 한 학자로, 특히 기억과 학습의 신경생물학적 원리를 규명한 연구로 잘 알려져 있다. 그는 해마를 포함한 뇌 구조가 어떻게 기억을 저장하고 유지하는지에 대한 연구를 수행하며, 신경가소성(neuroplasticity)의 개념을 구체적으로 정립하는 데 핵심적인 역할을 했다. 2000년에는 이러한 공로를 인정받아 노벨 생리학·의학상을 수상했다.

캔델의 연구는 학습과 기억의 기초가 되는 신경 기전을 밝히는 데 집중되었으며, 이는 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환의 연구에도 중요한 단서를 제공하였다. 그는 자신의 연구를 바탕으로 신경과학과 정신의학을 접목하는 데도 기여하여, 신경과학이 정신질환 치료와 뇌 건강 연구에도 활용될 수 있음을 보여주었다.

 

주요 연구 및 학문적 기여

학습과 기억의 신경생물학적 기초

캔델의 연구는 기억이 신경세포 수준에서 어떻게 형성되고 저장되는지에 대한 근본적인 질문에서 출발했다. 그는 연구 모델로 해양 연체동물인 바다달팽이를 사용했다. 바다달팽이는 상대적으로 단순한 신경계를 가지고 있어 개별 뉴런을 연구하기에 적합했다. 이를 통해 캔델은 학습이 신경세포 간 연결(시냅스)의 변화를 유도한다는 점을 실험적으로 증명했다.

그는 단기 기억과 장기 기억이 서로 다른 신경 기전을 따른다는 사실을 밝혀냈다. 단기 기억은 신경전달물질의 분비 변화에 의해 조절되는 반면, 장기 기억은 단백질 합성을 필요로 하며, 시냅스의 구조적 변화를 동반한다는 점을 발견했다. 이는 기억 형성의 생물학적 기초를 이해하는 데 중요한 단서를 제공했다.

 

시냅스 가소성과 기억 저장

캔델의 연구에서 가장 중요한 개념 중 하나는 시냅스 가소성이다. 그는 학습과 경험이 신경세포 간의 연결 강도를 변화시키며, 이러한 변화가 기억의 형성과 유지에 필수적이라는 사실을 입증했다. 그는 특정 뉴런 간의 시냅스가 반복적으로 활성화되면 더욱 강화된다는 이론을 제시하였으며, 이는 장기강화(long-term potentiation, LTP) 개념과 연결된다. LTP는 기억이 신경망에 장기적으로 저장되는 핵심 메커니즘으로, 이후 기억 연구의 중요한 기초가 되었다.

또한, 그는 특정한 신경세포 연결이 사용되지 않으면 약화되거나 사라지는 현상을 설명하며, 장기억제(long-term depression, LTD) 개념도 정립했다. 이는 기억이 단순히 저장되는 것이 아니라 지속적인 변화와 조절 과정을 거친다는 점을 시사한다.

 

신경과학과 정신의학의 융합

캔델은 신경과학을 정신의학과 연결하여, 정신질환이 뇌의 신경회로 이상과 관련이 있다는 점을 강조했다. 그는 정신분열증(조현병), 우울증, 외상 후 스트레스 장애(PTSD) 등과 같은 정신질환이 특정한 신경 연결의 문제에서 비롯될 수 있으며, 이러한 질환을 이해하고 치료하기 위해 신경과학적 접근이 필요하다고 주장했다. 그의 연구는 신경정신의학(neuropsychiatry)이라는 분야의 발전에도 기여했다.

 

 

주요 저서 및 대중적 영향력

신경과학의 원리 (1981)

이 책은 신경과학 분야에서 가장 권위 있는 교과서 중 하나로, 존 H. 슈워츠(John H. Schwartz) 및 토마스 M. 제셀(Thomas M. Jessell)과 공동 저술하였다. 신경세포의 구조와 기능, 신경회로 및 신경생물학적 원리 등을 종합적으로 다루며, 신경과학의 기초부터 응용까지 폭넓게 설명하고 있다. 현재까지도 신경과학 연구자들에게 필수적인 참고서로 활용되고 있다.

 

기억을 찾아서 (2006)

이 책은 에릭 캔델의 자서전으로, 그가 기억 연구를 시작하게 된 계기와 연구 과정, 그리고 신경과학이 어떻게 발전해왔는지를 대중적으로 소개한 작품이다. 기억이라는 개념이 뇌 속에서 어떻게 작동하는지를 알기 쉽게 설명하며, 과학적 발견이 어떻게 이루어지는지를 탐구하는 흥미로운 내용을 담고 있다.

 

정신의 새로운 과학 (2018)

이 책에서는 정신질환과 신경과학의 관계를 탐구하며, 신경과학이 정신질환 치료에 어떻게 기여할 수 있는지를 설명한다. 그는 정신질환이 단순한 심리적 문제가 아니라, 신경망과 시냅스의 변화와 밀접한 관련이 있음을 강조하며, 신경과학적 연구를 통해 보다 효과적인 치료법을 개발할 수 있다는 가능성을 제시한다.

 

에릭 캔델의 유산과 현대 신경과학에 미친 영향

캔델의 연구는 신경과학과 정신의학의 경계를 허물며, 기억과 학습의 생물학적 원리를 규명하는 데 결정적인 기여를 했다. 그의 연구 덕분에 우리는 기억이 단순한 정보 저장이 아니라, 신경회로의 동적인 변화 과정임을 이해할 수 있게 되었다. 또한, 그의 연구는 신경퇴행성 질환 연구에도 영향을 미쳐, 알츠하이머병과 같은 질환을 치료하기 위한 새로운 접근법을 제공했다. 신경과학과 정신의학이 결합된 연구가 발전하면서, 그의 업적은 신경과학의 기초 연구뿐만 아니라 임상 응용까지 폭넓게 활용되고 있다. 에릭 캔델은 신경과학을 새로운 차원으로 이끈 학자로 평가되며, 그의 연구와 저서는 앞으로도 신경과학 및 정신의학 연구자들에게 중요한 길잡이가 될 것이라 생각한다.