시냅스는 신경세포 간의 정보 전달이 일어나는 아주 미세한 장소이며, 뇌의 복잡한 신경회로망을 형성하는 기본 구조다. 학습과 기억 형성과정에서 뇌에서는 신경회로망이 형성되고 변화하는데 이 과정에서 시냅스는 형성, 사멸을 반복한다.

이러한 특징을 시냅스 가소성이라 하는데 가소성은 인간의 학습과 기억뿐 아니라 전반적인 뇌기능의 근본적인 메커니즘의 주요 기반으로 알려져 왔다. 박 박사는 시냅스 가소성 메커니즘 규명을 위해 예쁜꼬마선충을 실험모델로 사용했다.

예쁜꼬마선충의 수백 개의 신경세포 가운데 특정 신경세포(DD neuron)는 발생과정 중 기존의 시냅스를 사멸함과 동시에 새로운 시냅스를 생성하는 특징적인 시냅스의 가소성을 보이는데, 박 박사는 이 특정 신경세포(DD neruon)를 모델 신경세포로 이용해 연구를 진행했다.

실험을 통해 박 박사는 시냅스 가소성 과정에서 사이클린 (CYY-1/Cyclin Y)과 CDK-5라는 단백질이 이미 존재하고 있던 시냅스의 사멸과 새로운 시냅스의 형성에 각각 관여한다는 것을 규명했다.

또 시냅스 가소성 과정에서 사멸된 시냅스를 구성하고 있었던 시냅스 단백질이 새로운 시냅스를 생성하는데 재사용된다는 사실을 특정 형광 단백질(Dendra)을 이용해, 최초로 발견했다. 박 박사의 이번 연구 성과는 뇌과학 분야의 저명 학술지인 뉴런(Neuron)에 5월26일자로 게재됐다.