청각 피질의 전기 자극을 조건 자극으로 사용한 공포 기억 유도

Abstract

연합기억형성에 따른 시냅스 가소성을 규명하기 위한 많은 연구들이 파블로프 공포 조건화를 사용하여 왔다. 특히 청각 자극에 의해 형성되는 공포 기억은 편도체 외측핵(lateral nucleus of the amygdala, LA)으로 투사하는 두 가지 입력 경로에서의 변화로 나타난다. 이 두 입력 경로는 각각 시상-편도체 경로(thalamo-amygdala pathway)와 피질-편도체 경로(cortico-amygdala pathway)이다. 본 연구실의 과거 연구는 시상의 청각핵(medial geniculate nucleus: MGm) 전기 자극을 조건 자극으로 사용하여 조건화를 유도하고 이에 따른 시상-편도체 경로의 시냅스 효율성 증가를 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 피질-편도체 경로의 가소성을 확인하기 위한 연구의 일환으로 이 경로의 전기 자극을 조건자극으로 사용한 공포 조건화가 행동적인 공포 반응을 유도할 수 있는지 여부를 확인하였다. 쥐(rat)를 이용하여 이차 청각 피질(secondary auditory cortex, Te3)의 뇌내 전기 자극을 조건 자극(electrical conditioned stimulus, eCS)으로, 발바닥 전기 자극을 무조건 자극(unconditioned stimulus, US)으로 사용하여 공포조건화(Conditioning)를 실시하였다. 조건화 다음날은 eCS만을 3회 제시하는 기억력 검사(Test)를 실시하여 조건화된 공포반응(conditioned response: CR)으로서 동결반응(freezing)을 측정하였다. 그 결과, eCS와 US를 짝지어 제시한 집단들(Te3-paired 및 MGm-paired)이 두 자극을 무선적으로 제시한 집단(Te3-unpaired)보다 eCS에 대해 더 많은 동결반응을 보였다. 또한 피질-편도체 경로 자극을 짝지어 제시한 집단(Te3-paired)의 동결반응 수준은 시상-편도체 경로 자극을 동일한 횟수만큼 짝지어 제시한 집단(MGm-paired)과 비교해봤을 때, 유의미한 차이가 없었다. 이러한 조건반응은 3주 후 기억력 검사(Retest)에서도 유지되었다. 이 결과를 고려했을 때, eCS를 사용하는 경우 피질-편도체 경로의 가소성만으로도 공포기억의 저장이 가능하며 이러한 공포기억은 외부 감각 자극을 사용하여 조건화시킨 경우와 유사한 행동적 특성을 지닌다.