친한 사람이 애용하고 있던 향수나, 자주 부모가 해 준 요리의 향기등을 맡았을 때에 문든 그리운 감정을 느낀 적이 있는 사람은 많을 것이다.
생쥐의 뇌를 알아보는 실험을 통해서, 오감중에서도 특히 냄새가 특정 기억, 즉 "장면"과 강하게 연결되어 있는 것은, 이것들이 뇌와 같은 네트워크로 처리되고 있기 때문이라는 것을 알 수 있었다는.
사람이 냄새를 맡았을 때, 먼저 향기 분자가 코의 수용체를 자극하고, 그 자극이 비강 위에 있는 후구라는 조직으로 전달된다. 그리고 향기의 신호가 신경을 통하여 후구로부터 뇌의 후각피질에 있는 "이상피질"이라고 불리는 영역으로 보내짐으로써, 뇌 안에서 냄새의 감각이 발생한다.
한편, 기억을 관장하는 뇌의 부위인 해마에는 특정 위치에 반응하는 장소세포가 있고, 사람은 이 장소세포를 통해 자신이 있는 위치를 파악한다.
이와같이, 뇌가 후각등을 처리하는 개별의 프로세스는 상세하게 알고 있지만, 이것들이 밀접하게 링크하고 있는 것은 왜일까하는 의문은, 오랜 세월에 걸쳐 신경학자를 괴롭혀 왔다.
그래서, 포르투갈 샹파리모 연구소의 연구팀은, "야생 동물이 냄새, 공간적 인식, 그리고 기억에 의지해 먹이를 찾는다는 힌트로, 이들 요소를 처리하고 있는 생쥐의 뇌를 알아내는 실험을 실시했다. 그 실험의 모양은, 이하의 영상의 재생 개시로부터 2분 5초가 경과한 근처에서 볼 수 있다.
실험에는, 사방으로 나뉜 사거리가 사용되었다.
사거리에는, 시트러스, 풀, 바나나, 식초의 4가지 향이 나오는 장치가 있으며, 이 향이 나온 후에 향에 반응한 쪽으로부터 보상을 받게 되어 있다.
예를 들어, 시트러스 향이라면 남쪽에서 물이 남오기 때문에, 이 향을 맡은 후에 남쪽으로 가면 물을 마실 수 있는 식이다.
이 훈련을 한 결과, 생쥐는 약 3주 후에는 70%의 확률로 향기에 의지하여 올바른 방향으로 갈 수 있게 되었다.
그리고, 연구팀이 사거리 실험을 하던 중 생쥐의 뇌를 모니터링 한 결과, 해마에 있는 장소 세포와 마찬가지로 특정 장소에서 반응하는 세포가 후각을 담당하는 이상피질에도 존재하는 것으로 나타났다. 게다가 실험 중인 생쥐의 뇌 속에서는 해마와 이상피질의 반응이 동기화하는 것, 즉 기억을 처리하는 영역과 냄새를 처리하는 영역이 연계되어 있다는 것도 판명되었다.
이 결과에 대해, "우리는, 어떤 신경 세포가 냄새에 반응하고, 또 다른 신경세포가 자리에 반응하고, 또 다른 신경세포가 냄새와 장소 모두에 반응하는 것을 알아냈습니다. 이 신경 세포는 혼재하고 있으며, 아마도 서로 연결되어 있을 것입니다. 따라서 후각과 공간의 결합도 이번에 발견된 향기와 위치에 반응하는 네트워크 활동에 의한 것이 아닌가 생각됩니다"라고...
후각과 위치를 같은 영역에서 처리하도록 뇌가 진화한 것은, 냄새가 위치와 강하게 돤련되어 있기 때문이라고 한다. 예를 들어, 지하철 승강장과 레스토랑에서 냄새가 나듯이 자연계에서도 숲과 초원, 여우집과 쥐집은 다른 냄새가 난다. 이처럼 냄새와 위치를 밀접하게 연결시키는 것이 동물의 진화 과정에서 효과적이었기 때문에, 이들이 같은 네트워크로 처리되게 된 것이 아닌가 하는 생각.
논문의 공동저자 인 재커리 마이넨 교수는, "후각이 발달한 생쥐와 달리, 인간은 냄새보다 시각적인 정보에 의존하는 경우가 많은 생물입니다. 하지만, 기억 속에서 지금까지 가본 적이 있는 장소를 떠올리고 목적지에 도달하는 과정은 매우 비슷하다"고 말하고 있다.
