옛사람들은 하루의 피로를 씻어 주는 잠을 묵은 때를 벗겨 내는 목욕과 같은 것으로 생각했습니다. 그런데 최근에는 의외로 많은 사람이 불면을 호소합니다. 겨울에는 추운 날씨로 인해 쉽게 피로해지고, 잠을 잔 뒤에도 개운함을 느끼지 못할 때가 많습니다. 꿀잠이라고 하는 숙면은 단순히 휴식을 취하는 것 이상으로 정신을 맑게 해 주는 효과가 있습니다.

덴마크 코펜하겐대 중개 나노의학 연구센터, 국립 수면 의학 연구센터, 영국 옥스퍼드대 생리·해부·유전학과, 미국 로체스터대 중개 나노의학 연구센터 공동 연구팀은 깊은 수면이 뇌에 쌓인 노폐물을 씻어 내 뇌 건강을 유지하는 과정을 실시간으로 관찰하는 데 성공했습니다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 1월 9일자에 실렸습니다.

뇌에 뇌척수액을 순환시켜 노폐물을 제거하는 림프계라는 시스템이 있다는 사실은 잘 알려져 있습니다. 이 시스템은 치매와 같은 퇴행성 뇌 질환을 유발하는 독성 단백질을 제거하는 데 도움이 됩니다. 그렇지만 지금까지 이 과정의 작동 원리는 명확히 밝혀지지 않았습니다.

이에 연구팀은 인간의 뇌와 기능적으로 유사한 생쥐의 뇌를 정밀하게 관찰했습니다. 그 결과 노르에피네프린이라는 호르몬이 뇌 속 노폐물을 제거하는 데 핵심 역할을 한다는 사실을 발견했습니다. 노르에피네프린은 교감신경계를 자극해 심박수를 증가시키고 불안 반응에 관여하는 물질로만 알려져 있었습니다. 그런데 숙면하고 있을 때 뇌줄기로도 불리는 뇌간이 약 50초 간격으로 노르에피네프린에 미세한 파동을 일으키는 것이 확인됐습니다. 노르에피네프린은 혈관을 수축·이완시키며 혈액에 규칙적인 흐름을 만들어 노폐물을 제거하고 운반·폐기한다고 연구팀은 설명했습니다. 연구팀은 뇌척수액 흐름과 혈액량 변화도 관찰했는데 뇌척수액 흐름이 혈액량 변화에 따라 변동하는 것을 확인했습니다. 혈관이 펌프 역할을 해 주변 뇌척수액을 밀어 내면서 노폐물을 배출한다는 말입니다.

또 연구팀은 모든 수면이 똑같은 역할을 하는지에도 의문을 품었습니다. 이에 연구팀은 수면을 돕는 졸피뎀을 생쥐에게 투여해 살펴본 결과, 약물을 투여받은 생쥐는 자연스럽게 잠든 생쥐보다 노르에피네프린 파동이 절반 이하로 떨어지는 것으로 관찰됐습니다. 잠에는 빨리 들지 몰라도 뇌의 노폐물 제거 효율은 30% 이상 줄어들었다는 것입니다. 이는 수면 보조제가 뇌 속 노폐물 제거에 방해 요인이 될 수 있다는 의미입니다.

연구를 이끈 마이켄 네데르고르 로체스터대 의대 교수는 “수면이란 잠 자기 전에 식기세척기를 작동시켜 아침에 깨끗한 뇌로 깨어날 수 있게 하는 것과 같다”고 말했습니다.