美연구팀 "학습을 위해서는 충분한 시간의 수면 필요"

박세용 / 기사승인 : 2020-08-03 08:34:39
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▲ 학습한 내용을 안정화시키는 단계인 렘수면의 경우 하룻밤에 3~5회, 주로 후반부에 많이 나타나기 때문에 충분한 시간의 수면을 취하는 것이 필요하다. (사진=DB)

렘(REM)수면과 비렘수면(non-REM)의 단계가 어떤 기전을 통해 우리가 학습한 내용들을 저장하는데 도움을 주는지 규명한 연구결과가 나왔다.

3일 미국의 브라운대학교(Brown University) 연구팀이 ‘네이쳐 신경과학(Nature Neuroscience)’에 발표한 바에 따르면 수소자기공명분광분석(magnetic resonance spectroscopy) 기술을 통해 수면 중 뇌에서 어떤 변화가 일어나는지 분석한 결과 비렘수면과 렘수면 단계가 서로 상호보완적으로 작용해 학습한 내용을 저장하는데 도움을 주는 것으로 나타났다.

연구팀은 대상자들을 세 그룹으로 나눴고 이들은 수면 전과 수면 후에 각각 수직선이 배열된 화면, 수평선이 배열된 화면, 선이 배열되지 않은 화면에서 나타나는 글자와 선들의 위치관계를 파악하는 일반적인 시각학습 과제를 수행하도록 했다.

과제를 마친 후 대상자들은 90분간 자기공명영상(MRI)을 촬영하면서 수면을 취했고, 잠에서 충분히 깨기 위한 30분이 지난 후 배경선의 방향이 반대로 바뀐 화면에서 앞서 시행한 학습 테스트를 진행했다.

자기공명분광분석을 통해 수면 단계에 따라 뇌의 신경전달물질 구성이 변화하는 양상을 분석한 결과 비렘수면 단계에서는 뇌신경세포의 가소성(plasticity)에 관여하는 글루탐산(glutamate)의 비율이 높아지는 것으로 나타난 반면, 렘수면 단계에서는 이를 안정화시킬 수 있는 억제성 신경전달물질인 가바(GABA)의 비율이 높아지는 것으로 나타났다.

연구팀은 분석결과를 각성 시간동안 새로 습득한 내용과 기술들에 대해 새로운 학습 없이 수면 중에 수행능력이 향상되는 '오프라인 수행능력 향상(offline performance gain)'이 일어나고, 렘수면 단게에서는 학습한 내용들이 이어지는 추가적인 학습이나 각성에 의해 훼손되지 않도록 하는 '간섭에 대한 탄력성(resilience to interference)'을 획득할 수 있는 단계라고 해석했다.

연구팀은 “수면의 특정 단계가 아니라 비렘수면, 렘수면 모두 새로운 내용을 학습하는데 중요한 역할을 담당한다는 것이 중요하다”고 강조하며 “렘수면의 경우 하룻밤에 3~5회, 주로 후반부에 많이 나타나기 때문에 충분한 시간의 수면을 취하는 것이 필요할 것”이라고 설명했다.

메디컬투데이 박세용 (seyong720@mdtoday.co.kr)

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