"수면하는 동안 뇌는 독소를 배출하면서 뇌의 청소를 시작한다."

[황병철(운영자)]

(저명한 학술지 사이언스 실린 해외연구)

생쥐를 이용한 한 연구에서 수면 동안 뇌 세포들 사이에 공간이 증가되어, 낮 동안 뇌에 축적된 독소 제거가 가능할 수 있다는 것이 처음으로 확인되었다. 이 연구 결과는 건강과 질환에 있어 수면이 새로운 역할을 한다는 것을 시사한다.

수면은 뇌의 세포적 구조를 변화시키며, 이는 완전히 다른 상태로 보인다는 것이 로체스터대학교의 의료센터 넬더가드(Maiken Nedergaard) 박사의 말이다.

수 세기 동안 사람들은 사람은 왜 수면을 취하고, 수면은 뇌에 어떤 영향을 미칠는지 궁금해했다.
최근에야 비로소 기억의 저장에 수면이 중요하다는 것이 확인되었다.

그리고, 이번 연구에서 넬더가드 박사 팀은 뜻밖에도 수면은 뇌가 독소 물질 자체를 세척하는 기간일 수도 있다는 것을 발견했다.

학술지 Science에 실린 이번 연구 결과에 따르면, 수면 동안 글림프 시스템(glymphatic system)이라고 하는 급배수 시스템(plumbing system)이 열려서 뇌에서의 유체의 흐름이 신속하게 되는 것으로 보인다.

넬더가드 박사의 연구실은 최근 글림프 시스템이 뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF) 흐름의 조절을 돕는다는 것을 발견했는데, CSF는 뇌와 척추(spinal cord)를 에워싸는 맑은 액체이다.

넬더가드 박사 팀의 이번 연구는 마치 숨겨진 동굴 네트워크(network)를 발견한 것이나 마찬가지고, 이 흥미로운 발견은 뇌의 정상적 기능에 있어 이 네트워크의 잠재적 중요성을 두드러지게 했다고 한다.

이 연구팀은 처음에 생쥐의 CSF(뇌척수액)에 염료를 주사하여 뇌에서 그 염료의 흐름을 관찰함과 동시에 뇌의 전기적 활성을 모니터링함으로써 글림프 시스템을 연구했다.

염료는 생쥐가 자고 있거나 마취되어 무의식 상태일 때 신속하게 이동했다.
반대로 생쥐가 깨어 있을 때에는 염료가 거의 이동하지 않았다.

생쥐가 깨어있을 때 CSF가 어떻게 거의 이동하지 않은지 연구팀은 놀라웠고, 그것은 의식과 무의식의 상태 사이에 뇌 세포들 사이의 공간에 커다란 변화가 있다는 것을 시사했다.

이 아이디어를 검정하기 위해서, 뇌에 전극이 삽입되고, 뇌 세포들 사이의 공간이 직접 측정되었다. 그리고 생쥐가 잠들어있거나 마취되었을 때 뇌의 안쪽 공간이 60%만큼 증가된다는 것이 발견되었다.

세포 외 공간에서의 어떤 급격한 변화가 있는 것이라는 것이 니콜슨(Charles Nicholson) 박사의 말인데, 그는 뉴욕대학교의대 랑곤의료센터 교수이며, 뇌에서 유체 흐름의 역동성 측정과 신경 세포 커뮤니케이션 분야의 전문가이다.

신경교(glia)라고 하는 특정 뇌 세포는 수축과 팽창을 통해, 글림프 시스템을 통한 유체의 흐름을 조절한다. 노르아드레날린(Noradrenaline)은 세포의 부피를 조절하는 것으로도 알려진 자극호르몬(arousing hormone)이다.

마취 상태와 유사하게, 노르아드레날린을 차단하는 약물을 깨어있는 생쥐에 처리하면 무의식 상태가 유도되고, 뇌에서의 유체 흐름과 세포들 사이의 공간이 증가되었는데, 이는 글림프 시스템과 무의식 간의 관련성을 뒷받침하는 또 다른 증거이다.

선행 연구들은 뇌 세포들 사이에 뇌의 퇴행성 장애와 관련된 독소 물질이 축적된다는 것을 시사한다.

이번 연구에서 연구자들은 알츠하이머 질환과 관련이 있는 단백질인 베타 아밀로이드(beta-amyloid)를 표식하여 생쥐에 주사하고, 생쥐가 수면 중이거나 깨어있을 때, 그 단백질이 얼마나 오래 지속되는지를 측정함으로써, 글림프 시스템이 독소를 제어하는지 여부를 검정했다.

베타 아밀로이드는 생쥐가 수면을 취할 때 더 신속하게 사라졌는데, 이는 수면에 의해 뇌에서 독소 물질이 제거된다는 것을 시사한다.

이들 발견은 다중의 신경 장애에 대해 광범위한 시사점을 가진다고 한다.

즉, 이는 글림프 시스템을 조절하는 세포들이 일련의 신경 장애를 치료하는 새로운 타깃이 될 수 있다는 것을 의미한다.

이번 연구 결과는 또한 수면의 중요성을 부각시키고 있는 것일 수도 있다.

수면을 충분히 잘 취해야 뇌가 잘 정화될 수 있다.

Brain may flush out toxins during sleep

불면증과 교감신경활성화에 대한 두개천골요법(CST)의 효과 - 해외연구(파일첨부)