세면대 작은 물소리에도 벌떡...잠귀 밝은 사람, 이유 있었네

KAIST-KIST 뇌 각성 신경회로 규명
소리에 반응해 각성하는 회로가 있어
수면장애·의식장애에 대한 이해 기대

[사진=언스플래쉬]

깊은 잠을 자는 동안에도 소리에 반응하는 이른바 ‘불침번’ 역할을 하는 신경회로가 있다는 것이 국내 연구진에 의해 발견됐다. 이 회로를 통해 동물들은 잠자는 동안에도 포식자의 접근을 감지하고 반응하는 것으로 확인됐다.

김대수 한국과학기술원(KAIST)생명과학과 교수 연구팀과 김정진 한국과학기술연구원(KIST) 박사팀은 공동 연구를 통해 동물이 잠을 자는 동안에도 소리에 반응해 각성하는 원리를 규명했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 깨어 있을 때는 청각 시상핵이 소리에 반응하지만 깊은 수면 동안, 즉 비 램수면 (Non-REM) 동안에는 배내측 시상핵이 소리에 반응해 뇌를 깨운다는 사실을 알아냈다.

잠을 자는 동안 감각신경의 작용이 차단되므로 주변의 위험을 감지하는 능력이 감소하게 된다. 그러나 많은 동물은 잠자는 동안에도 포식자의 접근을 감지하고 반응한다. 그동안 과학자들은 동물이 깊은 잠과 낮은 잠을 번갈아 자면서 언제 있을지 모를 위험에 대비한다고 생각했다.

연구팀이 진행한 실험쥐를 통한 동물실험에서 쥐가 깊은 잠에 빠졌을 때 청각 시상핵 신경도 잠을 자고 있었지만 배내측 시상핵 신경은 깨어 있어 소리를 들려주자 곧바로 반응했다. 또한 배내측 시상핵을 억제하면 소리를 들려줘도 쥐가 잠에서 깨어나지 못했으며 배내측 시상핵을 자극하면 소리 없이도 쥐가 수초 이내에 잠에서 깨어나는 것을 관찰할 수 있었다.

이번 연구는 수면상태와 각성상태가 서로 다른 신경회로를 통해 청각신호를 전달한다는 최초의 연구라고 KAIST는 설명했다. 세계적인 생물학 학술지 ‘커런트 바이올로지’에 지난 7일자로 보고됐다.

김대수 교수는 “이번 연구를 통해 수면 질환 등 다양한 뇌 질환에서 보이는 각성 및 감각장애에 대한 이해를 증진하고 향후 감각을 조절할 수 있는 디지털 헬스케어 개발 등 다양한 분야로 활용이 가능하다”라고 말했다.

[사진 = 픽사베이]