현재의 지배적 이론에 따르면 뇌의 기억 중추인 해마와, 추론과 계획 등과 같은 더 높은 뇌 기능과 관련된 대뇌 피질 사이에 대화가 존재하고 이는 깊은 수면의 단계에서 발생한다. UCLA Health의 이츠하크 프리드 교수는 “우리의 연구는 기억 중추와 피질 사이에 정말로 이러한 상호 작용 메커니즘이 있다는 단일 뉴런 수준의 첫 번째 주요 증거를 제공한다”면서 “이는 수면 중 뇌 심부 자극이 알츠하이머병과 같은 기억 장애를 가진 환자들에게 언젠가 어떻게 도움이 될 수 있는지에 대한 새로운 단서를 제공할 것”이라고 말했다.
연구팀은 UCLA Health에 입원한 뇌전증 환자 18명의 뇌에서 전극을 통해 기억력 통합 이론을 테스트할 특별한 기회를 가졌다. 환자들이 약 10일 동안 병원에 머무는 동안 발작 원인을 식별하는 것을 돕기 위해 뇌에 전극을 이식한 것.
연구는 이틀 밤과 아침에 걸쳐 이뤄졌다. 잠자리에 들기 직전, 참여자들에게 마릴린 먼로, 잭 니콜슨 등 스타를 포함한 25명의 유명인사와 다양한 동물이 짝을 이룬 사진을 보여주었다. 곧바로 환자들은 어떤 사람과 어떤 동물이 한 쌍인지를 기억하는 능력에 대한 테스트를 받았다. 그날밤 방해요소 없이 잠을 자고 일어나 다음날 아침 같은 테스트를 받았다.
또 다른 날 밤, 잠자리에 들기 전 환자들에게 25명의 유명인사와 새로운 동물이 짝을 이룬 사진을 보여주었다. 이날 밤 환자들은 자는 동안 전기적 자극을 받았고, 다음 날 아침 기억 능력을 테스트 받았다.
참여자들은 방해받지 않고 잠을 잤던 밤에 비해 전기 자극을 받은 후 기억력 테스트에서 더 나은 성과를 보였다. 또한 주요 전기생리학적 표지는 해마 사이와 피질 전체에 정보가 흐르는 것을 나타냈고, 기억 통합을 뒷받침하는 물리적 증거를 제공했다.
프리드 교수는 “우리는 기본적으로 정보가 뇌에서 더 영구적 저장 장소로 흐르는 고속도로를 향상시켰다는 것을 발견했다”면서 “새로운 연구는 일반적으로 기억력을 향상시킬 수 있다는 것을 보여주었다”고 말했다.
연구는 ≪네이처 뉴로사이언스≫에 발표됐다. 원제는 ‘Augmenting hippocampal–prefrontal neuronal synchrony during sleep enhances memory consolidation in humans’.
