휴식기 상태에서 해마의 기능적 연결성 분석을 통한 공간네비게이션 수행능력 예측 가능성 연구

Abstract

해마는(hippocampus)는 기억의 저장과 상기에 중요한 역할을 하는 기관으로 언어, 공간, 새로운 기억을 형성하는데 필수적인 영역이다. 이러한 기억의 생성과 처리는 한 영역에 국한되어 이루어 지는 것이 아니라 기능적으로 연결된 다른 영역과 복합적으로 작용하여 이루어진다. 한편 우리는 일상생활에서 특정위치나 공간, 물체의 위치 등을 인식하고 기억하는 것을 자신도 모르게 반복하거나 의도적으로 노력하며 다시 기억을 되새겨서 찾아가는 일들을 반복하고 있다. 만약 이러한 공간에 대한 인식이나 기억능력이 저하가 되면 일상생활에서 큰 불편을 초래할 뿐만 아니라 과다하게 저하가 될 경우에는 치매의 초기 증상으로 판단하기도 한다. 이러한 공간네비게이션 능력은 해마의 활성화나 부피의 감소가 공간인지기능과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 그리고 공간네비게이션을 직접 움직이면서 수행할 때와 정지된 상태에서 시각적 자극에 의해 수행할 때의 행동반응에는 차이가 있을 것이며 그에 따른 뇌의 기능적 연결성의 mechanism도 다를 것이다. 본 연구에서는 휴식기 상태에서 해마와 다른 영역간의 기능적 연결성의 세기에 따른 공간네비게이션 수행능력을 알아보고 움직일 때와 정지해서 공간을 기억할 때의 행동반응과 그와 관련된 기능적 연결성을 알아보고자 하였다. 실험은 5분간 휴식기 상태에서fMRI촬영 후 공간네비게이션 실험을 수행하였다. 공간네비게이션 실험은 두 가지로 구분하였으며 첫 번째는 traker를 몸에 부착하고 직접 움직이며 공간을 기억하였고 두 번째는 제자리에서 모니터를 보며 공간을 기억하였다. 각 행동반응과 휴식기 상태에서 해마와 기능적 연결성과의 상관관계 확인결과 정지된 상태에서는 해마와 posterior cingulate영역이 기능적 연결성이 강할수록 공간을 잘 기억하는 것을 볼 수가 있는데 이 영역은 공간의 방향을 인식하고 기억을 돕는 영역이고 인지기능이 떨어지는 환자에게서 기능의 저하가 관찰되는 영역으로 공간을 정확히 인지하고 기억하는데 두 영역의 기능적 연결이 행동반응과 밀접한 관련이 있는 것으로 생각할 수 있다. 그리고 움직이면서 공간을 기억하는 것은 해마와 middle temporal gyrus, orbitofrontal gyrus와 관련이 있는 것으로 확인되었는데 각각 multimodal 자극을 통합하고 전달하며 앞으로의 상황에 대해 계획을 세우거나 오차를 수정하는 등의 판단기능과 관련이 있는 영역이다. 즉, 공간을 인식하고 자신이 기억한 위치로의 정확한 이동을 위해 예상하고 판단하는 과정에서 다음과 같은 영역들이 관련되었으며 전정기관, 운동기능 및 시각적 자극 등에 의한 정보들이 종합되어 해마로 전달되는 기능적 연결성이 공간을 잘 인식하고 기억하는데 영향을 주는 것으로 판단된다.; The hippocampus is important part of memory storage and remind in the brain. It’s essential region to development of verbal, spatial, episodic memory. Production and processing of these memories are not limited to one region, rather than confined to functionally link to other region. We are everyday repeated effort to spatial memory remind again, such as specific object location, space, route, direction remember inadvertently or intentionally. If these spatial perception and memory capacity is excessively decreased as everyday cause a big inconvenience as well as often judged by the initial symptoms of dementia. Spatial navigation abilities associated with decrease of hippocampus activation, volume and cognitive function. However, only one area does not describe the specific features. In this study, spatial navigation abilities were evaluated by resting state functional connectivity strength between the hippocampus and other regions then identify behavior response when moving around or in place to spatial remember, associated with functional connectivity. Spatial navigation performance abilities experiments carry out after fMRI scan in resting state during 5minutes. Spatial navigation experiment divided into two conditions. First, trackers attached to body and move around in the real world to memorize spatial environment. Second, remember the space through the monitor in place. Each behavioral response and resting state functional connectivity in the hippocampus correlation result confirmed, the hippocampus and the posterior cingulate region functional connectivity stronger more exactly specific spatial memory. This area helped recognize and remember the direction of the space, and cognitive decline in patients with features observed in this region. We suggest that exactly remember the space closely related to functional connectivity of the two regions. Moving to remember the space associated with hippocampus, middle temporal gyrus, orbitofrontal gyrus. These regions features are deliver integrated multimodal stimulation and to plan for future situations or to correct errors related to such judgments, respectively. In other words, aware of the space as they are remembered, and determine the exact expected to move the process were involved in the following functions: vestibular, motor, visual function are integrated information by hippocampus delivered to their functional well aware of space and connectivity to remember is thought to be affected.