깊은 잠에 빠져도 소리에 반응하는 이유 찾았다

뇌 속 자명종 신경회로 발견
깨어 있을 땐 청각 시상핵, 깊이 잘 땐 배내측 시상핵
수면장애 기기 개발에 도움

↑ 자면서도 소리에 반응하는 신경회로 원리/사진=연합뉴스

오늘(20일) 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 김대수 교수 연구팀은 동물이 자는 동안에도 소리에 반응하는 원리를 규명했다고 밝혔습니다.

김대수 교수 연구팀은 깊은 잠을 자는 동안에도 동물이 소리에 반응하는 신경회로가 있다는 사실을 발견했다. 깨어 있을 때는 청각 시상핵(Medial geniculate thalamus)이 소리에 반응하지만 깊은 잠 동안에는 배내측 시상핵(Mediodorsal thalamus)이 소리에 반응해 뇌를 깨운다는 사실을 밝혀냈습니다.

배내측 시상핵은 감각 정보의 중계센터 역할을 하는 시상핵의 일부 구조로, 주의력·작업기억·의사결정 등 인지·감정 처리와 관련된 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다.

연구팀은 "쥐가 깊은 잠에 빠졌을 때 청각 시상핵 신경도 잠을 자지만, 배내측 시상핵 신경은 깨어 있어 소리를 들려주자 곧바로 반응했다"고 설명했습니다.

이어 "배내측 시상핵을 억제하면 소리를 들려줘도 쥐가 잠에서 깨어나지 못했고, 배내측 시상핵을 자극하면 소리 없이도 쥐가 수 초 만에 잠에서 깨어나는 것을 관찰했다"고 말했습니다.

수면은 뇌 활동을 정비하고 건강을 유지하는 매우 중요한 생리작용인데, 잠을 자는 동안 감각신경 작용이 차단되므로 주변 위험을 감지하는 능력이 감소합니다.

하지만 많은 동물은 자는 동안에도 포식자의 접근을 감지하고 반응하는데, 과학자들은 동물이 깊은 잠과 얕은 잠을 번갈아 자면서 언제 있을지 모를 위험에 대비한다고 생각해왔습니다.

김대수 교수는 "수면 상태와 각성 상태가 서로 다른 신경회로를 통해 청각신호를 전달할 수 있다는 최초의 연구 결과"라며 "수면 질환 등 다양한 뇌 질환에서 보이는 각성과 감각장애에 대한 이해를 높이고, 감각을 조절할 수 있는 디지털 헬스케어 개발 등 다양한 분야로 활용할 수 있다"고 말했습니다.

[김가은 디지털뉴스부 인턴기자 kimke3998@naver.com]