우리가 잠에 빠진 동안 신경세포(뉴런)는 뇌의 ‘노폐물’을 청소하는 것으로 확인됐다. 수면을 취하는 동안 우리의 뇌가 오히려 더욱 활성화되는 현상은 그간 학계의 수수께끼였다. 몸은 잠을 자고 있지만 신경세포는 깨어나 뇌의 기능을 높이기 위해 분주히 움직인다는 설명이다. 

조나단 킵니스 미국 워싱턴대 교수 연구팀은 이같은 내용을 담은 연구 결과를 28일 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다.

뇌는 우리 몸에서 생각, 느낌, 몸의 움직임을 조율한다. 이러한 복잡한 작업을 수행하기 위해선 뇌를 구성하는 세포에 연료가 필요하다. 음식물 섭취를 통해 연료를 얻는 대사 과정에서 불필요한 ‘찌꺼기’가 남게 된다. 대사 폐기물이 잘못 축적되면 신경퇴행성 질환을 유발하게 된다.

우리의 신경세포는 대사 폐기물을 처리하기 위해 수면을 취하는 시간을 활용하는 것으로 나타났다. 연구팀은 잠자는 쥐의 뇌에 전기 신호를 쏘아 특정한 신경세포들이 활동하지 않도록 했다. 신경세포의 활동이 멈추자 뇌 내부에선 뇌 척수액의 순환이 더뎌지기 시작했다. 뇌를 둘러싸고 있는 뇌 척수액은 복잡한 세포망을 훑으면서 독성 폐기물을 모으는 역할을 한다.

연구팀은 신경세포가 활동하며 일으키는 파동이 척수액을 흐르게 하는 에너지원으로 작용한다고 설명했다. 연구 논문의 1저자인 리 펭지앙 시에 워싱턴대 박사후연구원은 “신경세포들은 마치 작은 펌프처럼 작동하며 뇌 척수액을 흐르게 하고 잔해물을 청소했다”고 설명했다.

연구팀은 신경세포가 뇌 속 노폐물을 청소할 시간을 충분히 확보하기 위해 적절한 수면을 취하는 것이 중요하다고 강조했다. 후속 연구에선 수면의 질에 따라 신경세포가 노폐물을 제거하는 효율에 차이가 발생하는지 살필 계획이다. 신경세포의 파동을 강화해 노폐물 축적을 방지하면 알츠하이머와 같은 신경계 질환을 예방하는 데  도움이 되는지 조사할 예정이다.