수험생이 밤새워 공부하면 생체시계가 교란돼 기억력이 나빠지고 학습 능력이
더 떨어진다고 말한다. 이런 것을 설명할 수 있는 연구 결과가 나왔다.
미국 스탠포드대 생물학과 노만 루비 연구원은 밤이면 자게 하고 아침이면 일어나게
하는 몸 속의 생체시계가 제대로 작동하지 않으면 학습한 내용을 잘 기억하지 못한다는
연구 결과를 발표했다. 지금까지 생체 시계와 기억의 관계에 대한 연구는 거의 없었다.
연구팀은 뇌에서 생체 시계 역할을 담당하는 시상하부의 교차상핵을 수술로 제거한
햄스터와 일반 햄스터에게 새로운 사물을 구별하는 과제를 훈련시켰다. 교차상핵을
제거당한 쥐들은 훈련을 받은 뒤 20분이나 60분 후에 그 물건을 다시 구별해 내지
못했다. 기억이 안 된 것이다.
배운 것을 기억하는 데에 중요한 역할을 하는 신경전달물질은 GABA다. GABA는
뇌의 신경 신호를 억제하는 기능을 한다. 뇌는 GABA 같은 신경신호 억제 물질과 세로토닌,
도파민 같은 신경 흥분 물질의 균형에 의해 작동한다.
시상하부의 교차상핵이 담당하는 생체 시계 기능에 따라 GABA의 분비가 조절되고
GABA의 분비에 따라 잠을 자고 잠에서 깨는 것이 조절된다. 교차상핵이 제거돼 GABA가
계속 분비되면 기억을 담당하는 해마의 활동이 줄어들어 학습한 내용을 기억하지
못하게 된다.
해마의 기능이 억제되면 기억을 저장하는 데 관여하는 신경회로도 제대로 작동하지
않는다. 루비 연구원은 “이 회로가 작동을 해야 들어온 자극이 분자 수준에서 ‘기억’되는
것”이라고 설명했다.
교차상핵이 제거돼 생체 시계 기능을 잃어버린 햄스터에게 GABA의 기능을 억제하는
펜틸렌테트라졸이라는 물질을 주입했더니 배운 것을 기억하는 수준이 일반 햄스터와
비슷한 정도로 좋아졌다. GABA의 기능이 떨어져, 즉 해마의 신경세포 활동이 늘어나
뇌가 계속 흥분된 상태를 보인 것이다.
루비 연구원은 “교차상핵이 절제된 햄스터들은 GABA가 주기적으로 작동하기 보다는
GABA에 지속적으로 노출돼 생체 시계 기능을 잃게 되고 기억을 잘 못하게 된 것”이라며
“생체 시계가 배운 것을 기억하는 데 중요한 역할을 하고 생체 시계가 없다면 아무것도
기억할 수 없을 것”이라고 말했다.
그는 기억을 담당하는 해마의 세포 노화로 인한 노인의 기억력 장애도 생체 시계로
설명했다. 나이를 먹으면서 생체 시계 기능이 점점 떨어지게 되고 이것이 기억력
손상과 관련 있다는 것이다. 노인들은 같은 말을 계속 반복해야 이해를 하게 되는
데 이는 단기 기억 기능이 떨어져 있는 것을 의미한다.
루비 연구원은 “기억력을 떨어뜨리게 하는 원인은 많이 있지만 이번 연구가 기억력
장애 치료법의 새로운 시각을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다.
이 연구 결과는 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’ 온라인판 1일자에 발표됐으며 미국
온라인과학뉴스 사이트인 사이언스데일리가 9일 소개했다.
