기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 신희섭 단장 연구팀은 6일 수면 중에만 나타나는 세 가지 종류의 뇌파가 동시에 발생해 서로 상호작용을 하면 학습한 내용의 장기 기억력이 증진됨을 증명했다고 밝혔다.
우선 연구진은 수면방추파와 대뇌피질의 서파(Slow oscillation), 해마(Hippocampus)의 SWR파(Sharp wave ripples) 등 세가지 뇌파가 학습과 기억에 관여하는 뇌파로 알려져 있는 것에 착안, 이 세 가지 뇌파가 상호작용할 것으로 보았다.
생쥐를 대상으로 한 연구 결과 대뇌피질의 서파 발생에 맞춰 간뇌 시상 부위를 광유전학적으로 자극해 수면 방추파를 발생시키면 해마의 SWR파가 유도돼 세 가지의 뇌파가 결합하게 된다는 사실을 발견했다. 이렇게 세 가지 뇌파가 동시에 발생해 동조되는 비율은 수면방추파를 서파 발생 시기에 맞출 때가 그렇지 않을 때보다 약 2배 더 높은 것으로 나타났다.
해마를 통한 장기기억력을 증진시킨다는 구체적인 메커니즘을 밝힌 것이다. 인간에게 고통을 주지않고 뇌파를 조절할 수 있는 방법이 개발된다면 언젠가 인간의 학습 기억 향상으로도 이어질 수 있을 전망이다.
신희섭 단장은 “대뇌피질의 서파 발생에 맞춰 수면 방추파를 유도했던 생쥐가 공포에 대한 기억을 가장 잘 할 수 있었던 이유는 세 가지 뇌파의 동조현상이 증가해 해마에서 생성된 학습 정보를 대뇌피질의 전두엽으로 전달, 장 기기억이 강화됐기 때문인 것으로 해석된다”며 “생쥐를 대상으로 한 실험이기 때문에 뇌에 광유전학 케이블을 삽입해 뇌파를 조정했지만 인간의 뇌파를 조정할 수 있다면 언젠가 학습기억 증진을 도모해 볼 수 있으리라 기대한다"고 말했다.
한편 이번 연구결과는 뉴런(Neuron, IF=14.024)에 미국시간으로 6일자에 게재됐다.
홍서윤 기자 classic@cctoday.co.kr