한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 김대수 뇌인지과학과 교수팀이 한국과학기술연구원(KIST) 김정진 박사팀과 함께 동물이 잠을 자는 동안에도 소리에 반응해 각성하는 원리를 규명했다고 20일 밝혔다.
수면 중에는 감각신경 작용이 차단돼 주변 위험을 감지하는 능력이 감소한다. 그러나 많은 동물은 잠자는 동안에도 포식자 접근을 감지하고 반응한다.
연구팀은 깊은 잠을 자는 동안에도 동물이 소리에 반응하는 신경회로가 있다는 사실을 발견했다. 깨어 있을 때는 '청각 시상핵'이 소리에 반응하지만, 깊은 잠(비 램수면) 동안에는 '배내측 시상핵'이 소리에 반응해 뇌를 깨운다는 사실을 밝혔다.
연구 결과 쥐가 깊은 잠에 빠졌을 때 청각 시상핵 신경도 잠을 자지만, 배내측 시상핵 신경은 깨어 있어 소리를 들려주자 곧바로 반응했다. 또 배내측 시상핵을 억제하면 소리를 들려줘도 쥐가 잠에서 깨어나지 못다. 반면에 배내측 시상핵을 자극하면 소리 없이도 쥐가 수초 이내에 잠에서 깨어나는 것을 관찰할 수 있었다.
이것은 수면상태와 각성상태가 서로 다른 신경회로를 통해 청각신호를 전달 할 수 있다는 최초 연구다. 국제 학술지 '커런트 바이올로지'에 2월 7일자로 보고됐고, 국제학술지 네이처에서도 이를 조망했다.
김대수 교수는 “이번 연구를 통해 수면 질환 등 다양한 뇌 질환에서 보이는 각성 및 감각장애에 대한 이해를 증진하고 향후 감각을 조절할 수 있는 디지털 헬스케어 개발 등 다양한 분야로 활용이 가능하다”고 설명했다.