두뇌 새로고침: 렘수면의 중요성

* 본 글은 Eurekalert에 올라온 기사를 읽기 좋게 번역한 글입니다.

 

 

 

"연구원들은 산소와 영양소를 전달하고 노폐물을 제거하는 데 중요한 뇌의 모세혈관 혈류가 렘수면 단계의 생쥐에서 증가한다는 것을 밝혔다."

 

 

과학자들은 오래 전부터 무의식이 생존에 불리함에도 불구하고 왜 거의 모든 동물들이 잠을 자는지 궁금해해 왔다. 츠쿠바 대학의 한 연구팀이 특정 수면 단계 동안 일어나는 두뇌 리프레시의 새로운 증거를 발견했다. 꿈을 꾸게 되는 렘 수면이 바로 그것이다.

이전 연구에서는 다양한 방법을 통해 렘수면, 비렘수면, 깨어있는 상태 사이의 뇌의 혈류 차이를 측정하여 상반된 결과를 얻었다. 츠쿠바 대학 주도의 연구팀은 최근 연구에서 깨어있는 상태와 잠든 상태에서 생쥐의 뇌 모세혈관(뇌세포와 혈액 사이에 영양소와 노폐물이 교환되는 곳) 내의 적혈구 움직임을 시각화하는 기술을 사용했다.

하야시 유우 교수는 "투포톤(two-photon) 현미경이라는 기술을 이용해 형광빛으로 뇌혈관을 볼 수 있도록 염료를 사용했다"고 말했다. "이렇게 해서 우리는 두뇌 신피질의 모세혈관에 있는 적혈구를 마취하지 않은 생쥐에서 직접 관찰할 수 있었다."

연구진은 또 렘수면, 비렘수면, 깨어있는 상태 등을 확인하기 위해 뇌의 전기 활동을 측정해 이들 단계 간의 혈류량 차이를 알아봤다. "우리는 결과에 놀랐다"고 하야시 교수는 설명한다. 렘수면 도중 뇌 모세혈관을 통해 적혈구가 대량으로 유입됐지만 비렘수면과 깨어있는 상태의 차이는 없어 렘수면이 독특한 상태임을 보여줬다.

그 후 연구팀은 쥐의 수면을 방해하여, 이전의 수면을 보상하기 위해 더 강한 형태의 REM 수면인 '리바운드 REM 수면'을 초래했다. 리바운드 REM 수면 중 뇌의 혈류량이 더욱 증가하여 혈류량과 REM 수면 강도의 연관성을 시사하였다. 그러나 연구진이 아데노신 A2a 수용체(피로감을 느끼게 하는 수용체)가 없는 생쥐에서 같은 실험을 반복했을 때는 리바운드 REM 수면에서조차 뇌의 혈류 증가가 적게 나타났다. 하야시 교수는 "이러한 결과는 아데노신 A2a 수용체가 렘수면 도중 뇌의 혈류 변화의 원인이 될 수 있음을 시사한다"고 말한다.

뇌의 혈류 감소와 REM수면 감소는 뇌의 노폐물 축적을 수반하는 알츠하이머병 발병과 상관관계가 있다는 점에서 REM수면 중 뇌 모세혈관의 혈류 증가가 뇌에서 노폐물을 제거하는데 중요한지를 다루는 것이 흥미로울 수 있다. 이 연구는 이 과정에서 아데노신 A2a 수용체의 역할에 대한 향후 조사를 위한 토대를 마련한다. 이는 궁극적으로 알츠하이머병과 같은 질환에 대한 새로운 치료법의 개발로 이어질 수 있다.

 

 

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