해마 (hippocampus)
쉽게 풀면
해마는 흔히 '기억의 임시 저장소이자 편집실'에 비유됩니다. 우리가 오늘 겪은 일들은 일단 해마에서 처리되고 임시로 붙잡아두었다가, 시간이 지나면서 중요한 것들만 골라 대뇌피질이라는 '장기 보관 창고'로 옮겨 저장됩니다.
실제로 뇌수술로 양쪽 해마를 잃은 환자 H.M.의 사례가 유명한데, 이 환자는 수술 직전 몇 해 동안의 기억 일부를 잃었지만 그보다 오래된 기억은 대체로 유지했고, 수술 이후로는 새로운 일을 몇 분 이상 기억하지 못했습니다.
이는 해마가 '새 기억을 만드는 관문' 역할을 하며, 오래된 기억의 최종 저장고는 아니라는 사실을 보여준 대표적인 증거입니다. 해마는 또한 길을 찾고 공간을 기억하는 데도 중요해서, 택시기사처럼 복잡한 길을 많이 외우는 사람일수록 해마의 특정 부위가 더 발달해 있다는 연구도 있습니다.
왜 중요한가
해마는 기억 형성 메커니즘을 연구하는 데 가장 많이 쓰이는 뇌 구조 중 하나로, 알츠하이머병 같은 신경퇴행성 질환의 조기 진단 지표부터 스트레스와 우울증이 뇌에 미치는 영향, 공간 탐색과 내비게이션의 신경 기전에 이르기까지 매우 폭넓은 연구 주제와 연결됩니다.
특히 해마는 손상되었을 때 나타나는 증상이 뚜렷하고 관찰이 비교적 용이해, 기초 신경과학 이론을 임상 진단이나 치료 표적 연구로 연결하는 다리 역할을 합니다. 이 때문에 신경과학뿐 아니라 정신의학, 노년내과학 논문에서도 핵심 관심 부위로 자주 다뤄집니다.
어디에 있고 어떻게 생겼나
- 해마는 측두엽 안쪽 깊은 곳, 측뇌실 아래쪽에 말려 들어간 모양으로 있으며 이름은 바다의 해마(seahorse)를 닮은 모양에서 왔습니다. 구성은 치상회, 해마 고유 영역(CA1~CA3), 해마이행부입니다.
- 정보 흐름의 기본 골격은 삼시냅스 회로입니다. 내후각피질 → 치상회(관통로) → CA3(이끼섬유) → CA1(샤퍼 곁가지) → 해마이행부 → 내후각피질의 순서로 이어집니다. 각 단계가 기억의 부호화와 인출에서 다른 계산을 맡는다고 봅니다.
- 길이 축을 따라 앞쪽(설치류에서는 배쪽)과 뒤쪽(등쪽)이 서로 다른 연결과 기능을 가진다는 가설이 있습니다. 뒤쪽은 공간·인지 쪽, 앞쪽은 정서·스트레스 쪽과 연결이 강한 것으로 알려져 있습니다.
- 성체 신경발생: 치상회에서 성인 뒤에도 새 신경세포가 만들어진다는 것은 설치류에서 확립되었지만, 사람에서는 결과가 엇갈립니다. 소아기를 지나면 거의 검출되지 않는다는 보고(Sorrells 등, 2018)와 노년까지 지속된다는 보고(Boldrini 등, 2018)가 있어 아직 논쟁 중입니다.
맡은 기능
- 새로운 사건 기억: Scoville과 Milner(1957)는 양측 내측두엽을 제거한 환자들이 최근 사건을 기억하지 못하게 되는 것을 보고했습니다. 병변이 해마만이 아니라 주변 구조도 포함했으므로 ‘해마 단독’의 증거는 아닙니다.
- 공간 정보: O'Keefe와 Dostrovsky(1971)는 자유롭게 움직이는 쥐의 해마 뉴런이 특정 장소에서 발화하는 것을 보고했고, 이것이 장소세포 연구의 시작이 되었습니다. → 장소세포
- 구조와 경험: Maguire 등(2000)은 런던 택시 기사의 뒤쪽 해마 부피가 대조군보다 크고 운전 경력과 관련이 있다고 보고했습니다. 단면 연구라서 경험이 구조를 바꾼 것인지, 원래 구조가 다른 사람이 그 직업을 택한 것인지는 이 결과만으로 구분되지 않습니다.
- 기억 응고화: 시간이 지나면 기억이 해마에서 피질로 옮겨 안정화된다는 설명이 널리 쓰이지만, 오래된 일화기억도 해마를 계속 쓴다는 대안 이론이 있어 논쟁적입니다.
- 관련 개념: 장기강화, 패턴 분리, 샤프웨이브 리플, 일화기억.
연구에서 다루는 방식
- 구조 MRI: 해마 부피는 두개내 총 용적(머리 크기)으로 보정해야 하며, 수동 분할과 자동 분할(예: 소프트웨어 지도)이 결과에 차이를 줄 수 있습니다. 하위 영역 분할은 영상 해상도에 크게 의존합니다.
- 질환 연구: 알츠하이머병 초기 위축, 우울증이나 외상 후 스트레스 장애에서의 부피 감소가 보고되지만, 부피 하나로 진단하지는 않으며 원인과 결과의 방향도 불확실한 경우가 많습니다.
- 동물 연구: 병변, 장소세포 기록, 광유전학적 엔그램 표지, LTP 같은 가소성 실험이 쓰입니다.
- 논문을 읽을 때 확인할 것: 좌우, 앞뒤, 하위 영역(CA1, 치상회 등), 종(쥐와 사람), 해마와 ‘해마옆이랑’ 같은 인접 구조를 구분했는지.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
실제 논문에서
국내 학술지 논문에서 이 용어가 쓰인 문장을 그대로 옮겼습니다. 제목·학술지·연도와 원문 링크를 함께 적었습니다.
“새로운 단어의 정보는 해마 체계를 거쳐 처리되되, 일정한 응고화 기간이 지난 뒤에 뇌의 피질 네트워크에 표상된다.”
뇌에서의 단어 정보 처리와 표상: 신경과학의 성과를 중심으로, 인문과학연구논총, 2018 · KCI 한국학술지인용색인 · 원문 보기 ↗
“둘째, 노화는 기억력 감소(예: 분명한 해마 위축)를 동반하지만, 시각적 친숙성을 처리하는 내후각 피질과 외후각 피질은 정상적인노화 과정에서 상대적으로 손상되지 않는다.”
중국 실버세대의 전통적 년화(New Year pictures)선호에 대한 인지와 감정 구조 연구 -뇌인지 신경 과학을 기반으로-, 한국디자인문화학회지, 2025 · KCI 한국학술지인용색인 · 원문 보기 ↗
예시 문장
아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.
이 문장은 해마의 크기가 작아질수록 기억력 검사 성적도 낮아지는 경향이 관찰되었다는 뜻으로, 해마 위축이 기억 관련 질환의 진행을 보여주는 생물학적 지표로 흔히 활용됨을 보여줍니다.
스트레스와 정신건강을 다루는 연구에서 해마가 스트레스 호르몬에 취약한 구조임을 보여줄 때 자주 등장하는 문장입니다.
공간인지·인지신경과학 분야에서 경험에 따른 뇌 가소성을 보여주는 대표적 예시로 인용되는 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
해마는 단일 구조가 아니라 CA1, CA3, 치상회(dentate gyrus) 등 여러 하위 영역으로 구성된 회로이며, 각 영역이 기억의 부호화·저장·인출 단계에서 조금씩 다른 역할을 맡는다고 알려져 있습니다.
특히 치상회는 성인이 되어서도 새로운 신경세포가 생성되는 성체 신경발생이 일어나는 몇 안 되는 뇌 부위로 주목받으며(설치류에서는 확립되었지만 사람 성인에서 얼마나 일어나는지는 아직 논쟁 중입니다), 이는 새로운 기억이 기존 기억과 겹치지 않게 구분하는 '패턴 분리' 기능과 관련이 있다고 여겨집니다.
논문에서 해마를 다룰 때는 전체 부피뿐 아니라 이런 하위 영역별 변화를 구분해 살펴보는 경우도 많다는 점을 알아두면 이해에 도움이 됩니다.
주의할 점
"기억은 전부 해마에 저장된다"는 것은 흔한 오해입니다. 해마는 새로운 기억을 형성하고 응고화(consolidation)하는 데 관여할 뿐, 오래된 장기기억은 대뇌피질 전반에 분산 저장됩니다. 또한 해마는 알츠하이머병 같은 신경퇴행 질환에서 가장 먼저 손상되는 부위 중 하나로 알려져 있어, 관련 논문에서는 해마 위축을 조기 진단 지표로 다루는 경우가 많습니다.
헷갈리기 쉬운 용어
| 용어 | 무엇인가 | 해마와 구별하는 점 |
|---|---|---|
| 해마 | 기억 형성과 공간 정보에 관여하는 내측두엽 구조 | 치상회·CA 영역·해마이행부로 이루어진 회로 |
| 내후각피질 | 해마로 들어가고 나오는 정보의 관문 피질 | 해마와 신피질 사이의 연결 역할 |
| 치상회 | 해마 입력부의 하위 영역 | 해마의 일부, 성체 신경발생과 패턴 분리 연구 대상 |
| 편도체 | 정서 처리 구조 | 해마 바로 앞쪽에 있으나 기능이 다름 |
| 바다 해마 | 물고기 종 | 한글 표기가 같은 동음이의어 |
참고 문헌
- Scoville, W. B., & Milner, B. (1957). Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry, 20(1), 11–21.
- O'Keefe, J., & Dostrovsky, J. (1971). The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat. Brain Research, 34(1), 171–175.
- Maguire, E. A., Gadian, D. G., Johnsrude, I. S., et al. (2000). Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(8), 4398–4403.
- Sorrells, S. F., Paredes, M. F., Cebrian-Silla, A., et al. (2018). Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults. Nature, 555, 377–381.
- Boldrini, M., Fulmore, C. A., Tartt, A. N., et al. (2018). Human hippocampal neurogenesis persists throughout aging. Cell Stem Cell, 22(4), 589–599.
표의 기준값은 위 문헌에 근거한 관례이며, 분야·학술지마다 다른 기준을 쓸 수 있습니다.