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일과 중 두뇌 활성 강도, 수면 욕구와 연관있어
등록일 : 2019-10-04 11:07 | 최종 승인 : 2019-10-04 11:08
최재은
수면은 건강과 두뇌 활성에 중요하게 작용한다(사진=셔터스톡)

[메디컬리포트=최재은 기자] 낮 동안 두뇌 활성 강도가 강하면 수면 욕구가 높아지는 것으로 나타났다

유니버시티칼리지런던의 연구팀이 제브라피쉬를 대상으로 연구를 진행한 결과 두뇌 활성에 대한 반응을 처리하고 신체의 수면 욕구를 조절하는 유전자를 발견했다.

숙면은 음식이나 물만큼 생존에 필수적인 요소다. 사람이 잠을 자지 못하면 새로운 기억을 생성하고 학습할 수 있는 두뇌 경로를 유지하지 못하고 심지어 새로운 경로를 만들지도 못하게 된다.

사람의 수면욕은 두뇌 활성에 달려있다(사진=셔터스톡)

수면을 조절하는 생체 항상성 시스템

선임 저자인 제이슨 리헬 박사는 기본적으로 수면을 조절하는 두 가지 시스템(24시간 주기 리듬 시스템과 생체 항성성 시스템)이 있다고 설명했다. 

사람들은 수면-각성 주기를 조절하고 24시간마다 생물학적 리듬을 반복하는 체내 및 자연 프로세스인 24시간 주기 리듬 시스템에는 익숙하다. 생체 항상성 시스템은 숙면을 취하지 못한 다음 날 피로를 유발하는 체내 시스템이다. 연구팀은 비교적 잘 알려지지 않은 이 생체 항상성 시스템이 수면을 조절한다고 주장했다.

그리고 생체 항상성 시스템은 각성 시간과 두뇌 활성 강도로 유도된다고 설명했다. 연구팀은 생체 항상성 수면 조절을 자세하게 이해할 수 있도록 제브라피쉬 유충으로 실험했다.

연구에 제브라피쉬 사용한 이유

제브라피쉬의 몸체는 투명하기 때문에 영상 촬영이 쉽고 내구 구조의 변화를 쉽게 파악할 수 있다는 점에서 생체의학 연구에 자주 사용된다. 그리고 이 생명체는 사람처럼 매일 밤 수면을 취한다. 또한 사람과 동일한 유전자 구조를 70% 가량 가지고 있다.

카페인 같은 자극물질을 사용해 제브라피쉬의 두뇌 활성도를 높이고 행동 및 신경 과민 반응을 유도했다. 그 결과, 제브라피쉬는 수영 활동성이 증가했으며 발작과도 같은 행동을 보였다. 그리고 체내에서 자극 물질을 제거하자 활동을 멈추고 비활성 상태로 돌입했다. 이로써 연구팀은 두뇌 활성 증가가 수면 욕구를 몰아낸다는 이론을 확인했다.

그리고 연구팀은 ‘갈라닌’이라고 하는 제브라피쉬 두뇌 부위가 사람 두뇌의 시상하부에 위치한 부위와 유사하다는 것을 확인했다. 사람 두뇌의 이 부위는 수면 중에도 활동성을 유지한다. 하지만 제브라피쉬의 갈라닌은 회복 수면 시간 동안 활동성을 보였지만 일반 수면 시간에는 중요하게 기능하지 않았다.

연구 결과와 수면 박탈과의 연관성을 입증하기 위해 연구팀은 트레드밀 같은 기기를 사용해 제브라피쉬를 밤새도록 각성 상태로 유지했다. 그리고 다음 날, 새끼 제브라피쉬가 회복 수면에 돌입하자 두뇌 속 갈라닌 활성이 높아진 것을 확인할 수 있었다.

이는 지나친 두뇌 활성이 수면욕을 높인다는 것을 의미하고 사람이 발작 증세를 보인 후 탈진 상태에 이르게 되는 이유이기도 하다. 수석 연구원인 사빈 레이커트 박사는 이번 연구 결과로 일부 동물이 교배 시기나 기아 시기 등 특정 조건에서 수면을 피할 방법을 알게 됐다고 설명했다.

연구 취지

연구팀은 생체 항상성 시스템에서 중요하게 작용하는 유전자를 발견해 알츠하이머병을 포함해 수면을 저해하는 조건을 이해하고 수면 장애를 제대로 파악하는 것이 이번 연구 취지라고 밝혔다. 레이커트 박사는 수면 장애 환자가 사용할 수 있는 약물과 치료법을 찾아내는 것도 이번 연구의 목표라고 덧붙였다.

수면이 신체에 중요한 이유

사람이 행복을 느끼면서 노화하는 것은 모두 두뇌에 달려있다. 만약 수면이 박탈된다면 인지 기능이 급격하게 줄어들게 된다. 수면은 정신 건강을 강화해 기억력을 높여주고 기분을 좋게 만들며 현명한 의사 결정을 하는 데 도움이 된다.

수면 장애에 대한 통계

미국에서만 5,000만~7,000만 명의 성인이 수면 장애 진단을 받았다. 미국수면협회에 따르면, 수면장애환자 중 48%는 코골이를 하고 있으며 37.9%는 일과 중 의도하지 않은 낙상을 경험하고 있다. 그리고 4.7%는 수면 도중 침대에서 굴러 떨어진다고 보고했다. 더 나아가, 하루 중 7시간 미만의 수면시간을 갖는 성인은 35.3%이며 20~39세 연령 대 가운데 37%는 수면 시간이 매우 짧다고 보고했다.

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