"주간에 과하게 분비된 노르에피네프린(NE)이 숙면을 방해할 뿐 아니라, 수면 주기에 악영향을 줄 가능성"

스마트워치를 써서 깊은 수면과 얕은 수면, REM수면을 자가체크해본 사람의 자기경험에서 시작한 기사.

 

[일상 속 뇌과학] 자면서 짧게 뒤척일 때 기억이 정리된다 - 동아사이언스 2022

https://n.news.naver.com/article/584/0000020739

[일상 속 뇌과학] 자면서 짧게 뒤척일 때 기억이 정리된다

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네이처 뉴로사이언스에 게재된 그림.

우리의 잠들 때, 잠깰 때를 생각하면, 뭔가 알 것 같으면서 간들간들하네요. ^^

 

아래는 기사내용 요약. 잘 모르는 상태에서 멋대로  양을 빼고 줄인 개인적인 메모이므로, 반드시 기사 원문을 보세요.

 

배경지식:

우리가 잠잘 때 나오는 뇌파를 기준으로 잠을 구별하면 잠은 REM수면, 깊은(non-REM)수면, 그리고 그 사이의 얕은 수면으로 구성돼있다. REM수면은 몸은 축 늘어져있지만 뇌파활동은 활발하고(흔히 눈감고 자고 있는데 눈이 움직이는 그거), 깊은 수면은 뇌파활동은 저하돼있는데 때때로 몸을 뒤척이는 잠이다. 잠은 이런 세트(수면주기)를 서너 번 왕복 깨는 과정이다. 그 중 깊은 잠(비REM수면)시간은 한 세트 동안 수면방추(sleep spindle)라는 빠른 뇌파가 느린 뇌파와 교대로 발생하고, 그러면서 몸을 뒤척일 때는 미세각성(micro-arousal)이라는 단계를 여러번 터치했다가 다시 내려간다고.

하버드 의대 제프리 엘렌보겐 교수 연구팀이 2010년 학술지 커런트 바이올로지에 발표한 바에 따르면,
평소에 잠을 자는 동안 수면방추가 자주 관찰되었던 사람들이 시끄러운 환경에서도 잠을 잘 잔다는 사실을 발견했다.
반대로 노인이나 기억력 장애를 겪는 사람들에게서는 수면방추가 덜 관찰된다고 한다.
(즉 질좋은 잠에는 수면방추가 있다)


연구:

니더가드 교수 연구팀이 발견한 바에 따르면, 비REM수면 노르에피네프린(NE) 수치변화와 느린 뇌파, 수면방추, 미세각성을 한 세트로 반복하면서 NE수치의 최소값이 점점 내려가다가 어느 시점에서 NE수치가 크게 반등하면 각성과 비REM수면, REM수면으로 이어진다고.^[각주:1]

광유전학적 기법을 활용해 노르에피네프린 분비 신경세포들의 활성을 인위적으로 조절한 실험에서,
비렘수면 동안 낮았던 노르에피네프린 증감 진폭을 일부러 높이면 비렘수면은 수면방추 빈도가 증가하다가 렘수면으로 전환되었지만, 비렘수면 동안 노르에피네프린 농도의 주기적 증감 진폭을 매우 낮추면 수면방추 빈도는 현저히 감소한 상태로 비렘수면을 유지^[각주:2]

노르에피네프린 증감 진폭을 증가시켜 수면방추가 많아지게 된 생쥐는 전 날 학습한 물체들에 대한 기억 증가. 그러나 반대로 노르에피네프린 증감 진폭을 감소시켜 수면방추가 낮아지게 처리된 생쥐는 기억력 감소.
=> 이는 비렘수면 동안 발생하는 수면방추(sleep spindle)들이 전 날 학습한 정보를 기억장소에 저장하는데 필수적인 뇌활성임을 재획인. 그 과정에서 노르에피네프린의 주기적 농도 변화가 수면방추 발생 조절을 통해 전날 학습한 정보를 뇌속에 저장하는 역할을 수행한다는 의미며, 깊은 잠을 자는 동안 미세하게 뒤척이는 수면 패턴이 사실 정상적인 수면의 일부일 뿐만 아니라 정보를 장기 기억으로 만드는 과정임을 암시.

수면방추와 같은 활발한 뇌활성이 발생할 때에는 각성 상태와 유사하게 뇌의 혈류량과 산소 소모량이 증가하며 장기시냅스 강화 및 장기기억 형성에 필수적인 단백질 합성도 증가하므로, 비렘수면 동안의 수면방추 활성들은 깨어 있을 때 학습한 정보에 해당하는 신경활성들이 재생되어 ‘자동학습’이 되는 것을 반영하고 있는 것일 수도 있다.

한편 잠들기 전에 과도한 스트레스 등으로 노르에피네프린 분비량이 이미 많다면, 깊은 잠에 드는 것을 지체할 뿐만 아니라^[각주:3] 노르에피네프린 농도의 진폭을 변화시켜 수면 주기에도 악영향을 줄 가능성이 있고, 이것은 현대인의 스트레스와 불면증+얕은 잠과도 상관있을 수 있다.
또한 노화에 따라 '잠이 없어지고 수면주기가 무너지는' 현상도 체내 노르에피네프린 분비조절의 변화때문일 수 있다는 짐작

출처:  과학동아, 박형주

열심히 공부한 다음에는 진인사대천명의 마음으로 걱정은 내려놓고, 마음편하게 먹고 잠드시오... 이런 말같네요. ㅎㅎ

 

 

 

 

1. 사람이 잠자다 비REM수면단계에 들어서면, 노르에피네프린 분비량은 약 30초? 또는 평균 30초?를 주기로 늘었다 줄었다하는데, 위 그림에서 볼 수 있듯이 비REM수면단계의 NE레벨의 최대치는 정해져있는 모양이지만{위 그림에서 REM수면도 그려져있는데 그럼 거기도 NE수치 최고값은는 비슷한가? 아니면 그냥 단순화한 그림?), (만약 위 그림에서 가로축을 시간이라고 읽으면. 이 부분은 논문을 봐야 아는 것이므로 잘 모르고 적는 것) 분비주기가 점점 늘어지면서 최소치가 점점 내려간다. NE분비주기에서 NE수치가 떨어지는 동안은 느린 뇌피가 나오다가 그 주기의 바닥까지 가면 뭔가가 트리거해 뇌파활동이 활발해지는 수면방추가 발생하고, 이어 NE수치가 반등하는 구간에서는 미세각성이 생긴다. 이것을 반복하며 수면주기가 늘어지다가 (아마도 최저값에서 최대값으로 반등하는 구간의 변화가 어느 역치값을 넘으면??) 각성(awakening)하면 다음 비REM수면은 REM수면으로 전이하고 그 REM수면이 끝나면 각성 후 다시 비REM수면으로 들어가 저것을 반복.. 이라는 모먕. 이건 그림과 텍스트를 보고 이해한 것을 적은 메모인데, 논문을 보기 전에는 알 수 없으니 그냥 적어만 둔다. [본문으로]
2. 그럼, 노르에피네프린의 농도가 낮은 레벨에서 높은 레벨로 올라가는 그 격차가 매우 크면 각성/REM수면으로 전호환된다는 말? [본문으로]
3. 너무 힘든 일과를 보내거나 애쓴 날 밤에는 쉬고 싶지만 잠이 안 오거나 자다 깰 수 있다는 말인가, 이거? [본문으로]