세포도 기억할 수 있을까?
(quantamagazine.org)세포도 기억할 수 있을까?
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핵심 요점
- 단일 세포도 경험을 기록하고 학습·기억할 가능성이 있음
- 초기 실험(제닝스·겔버 등)과 최근 연구가 이를 뒷받침
- 세포 기억은 생존에 유리하며, 신경계 외에서도 나타남
- 과거 학문적 편견으로 연구가 배척되었으나 재조명 중
서론: 세포 기억 연구의 부활
- 바바라 맥클린톡은 1983년 노벨상 연설에서 “세포는 자신을 아는가?”라는 질문 제기
- 최근 연구는 단일 세포가 경험을 기록·활용할 수 있는지 탐구
- 기존 신경과학은 기억을 ‘시냅스 가소성’과 다세포 신경망 결과로 한정했으나, 새로운 증거가 이를 확장함
본론
1. 초기 단세포 학습 사례
- 1906년 제닝스: 단세포 섬모충(Stentor roeselii)이 자극 반복 시 행동을 조정(구부리기→물뿜기→수축)
- 반복 자극 후 행동 단계를 생략하거나 이주하는 등 ‘경험에 따른 변화’ 관찰
- 겔버: 단세포 원생동물을 음식과 자극 연합 학습시키는 실험 수행
- 당시 주류 ‘생물 자동반응’ 이론에 반해 연구가 배척됨
2. 현대 연구와 과학적 재현
- 쿠쿠쉬킨(NYU) 연구팀: 인간 신장세포와 미성숙 신경세포도 화학 신호 간격 패턴을 ‘기억’
- 연속 자극보다 일정 간격 자극에서 더 오래 반응 유지 → 동물 기억의 ‘간격 효과’와 유사
- 진화적 관점: 뇌 없는 세포도 경험을 기록하면 생존에 유리
- 점액곰팡이·세균 등에서도 유사한 경향 확인
3. 세포 기억의 개념과 정의 확장
- 세포 수준 기억 = 환경 변화에 대한 체화된 반응
- 행동 기반 정의의 한계: 외부 반응이 없으면 기억으로 인정되지 않음
- 기억을 ‘경험이 남긴 물리적 흔적’으로 확대 → 예방접종, 흉터, 분자·후성유전적 변화 포함 가능
4. 학문적 편견과 사회적 요인
- 과거 연구는 지배적 이론(트로피즘·행동주의)과 맞지 않아 무시됨
- 과학 공동체의 인식·용어·측정 방식이 연구 방향에 큰 영향
- 현재는 세포 기억 연구가 재조명되며, 다양한 생명체·세포에 적용 가능성 확대
결론: 세포가 남기는 기억의 의미
- 세포 기억은 생존을 위해 환경 정보를 기록하고 활용하는 과정
- 인간의 기억과 유사하게, 경험은 다양한 형태의 ‘흔적’으로 남음
- 과거 편견으로 묻힌 연구가 부활하며, 기억 개념의 범위를 확장
- 세포 수준 이해는 생물학적 기억의 근본 원리를 재정립할 가능성이 있음