깊은 잠을 잘 때 뇌에서 유독성 물질을 씻어낼 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 깊은 수면 시 신경 세포의 느린 뇌파 즉, 서파 활동이 나타나는데 이 때 뇌척수액이 뇌 안과 바깥쪽을 리드미컬하게 움직이면서 대사 폐기 물질을 청소해 낼 수 있다는 것이다.
미국 보스턴대학교 의생물공학과 연구팀은 건강한 성인 11명을 대상으로 연구를 진행했다. 연구팀은 인체에 고통을 주지 않고 실시하는 비침습적 검사 방법으로 수면 실험을 실시했다.
연구팀은 자기공명영상(MRI) 장치를 이용해 뇌 속 수액의 흐름을 모니터하고, 뇌파 기록 장치로 뇌 세포의 전기적 활동을 측정했다.
연구 결과, 대상자들이 깊은 수면 상태에 들어가면 뇌파 활동이 느려지고, 혈액의 흐름과 양에서 진동이 생기면서 뇌척수액이 뇌 중심부에 있는 뇌강 속으로 유입되는 것으로 나타났다. 이런 과정을 통해 대사 부산물을 씻어냄으로써 뇌에 쌓이는 것을 방지했다.
수면은 렘수면과 비렘수면 사이클로 구성된다. 렘수면은 전체 수면의 약 20~25%를 차지하며 성인의 경우 하룻밤에 4~6회 반복하는, 깨어 있은 것에 가까운 얕은 수면을 말한다.
렘수면 단계에서는 호흡과 심박동수가 상대적으로 높고 꿈을 꾸기 쉽다. 비렘수면에는 ‘서파 수면’이라는 단계가 있는 데 깊은 수면이 이뤄지는 때다.
이런 단계에서는 뇌 세포 활동과 심박동수 그리고 혈류가 느려지는 현상이 나타난다. 이전의 연구에 따르면, 깊은 수면 단계에서 기억력이 강화되고, 뇌가 하루의 활동에서 회복하는 과정을 갖는다.
연구팀의 노라 루이스 교수는 “대사 부산물 중에는 베타-아밀로이드라는 단백질이 있는데 이 물질은 치매 환자의 뇌에 비정상적으로 많은 것”이라며 “깊은 잠을 자면 이런 유독성 물질을 없애는 데 도움이 되는 것으로 나타났다”고 말했다.
그는 “깊은 수면이 뇌 속에서 독소를 씻어내 치매를 비롯해 심장병과 우울증까지 각종 질환을 예방하는데 도움이 된다는 것을 증명하지는 못했다”며 “하지만 이번 연구가 수면의 질이 떨어지면 이런 질환들의 발생 위험이 높아지는지를 이해할 수 있게 했다”고 덧붙였다.
이번 연구 결과(Coupled electrophysiological, hemodynamic, and cerebrospinal fluid oscillations in human sleep)는 ‘사이언스(Science)’에 실렸다.