이번 연구에 따르면 기억이 형성되기 위해서는 수면 중의 아세틸콜린 농도를 낮춰야 할 것으로 보인다. 이번 소견은 기억이 고정되기 위해서는 SWS 중의 콜린 작동성신경계의 톤(tone)을 낮춰야한다는 기존 예측과 일치하는 것이다.
박사팀은 이번 소견에서 알츠하이머병(AD)환자에 수면전 콜린에스터레이스 억제제 투여하는 것을 재검토해야 한다고 시사했다.
Gais박사는 인터뷰에서 “이번 연구의 의의는 콜린 작동성 신경계의 활동을 항진시키는 AD치료제는 자기 전에 투여해선 안된다는 것이다. 다만 환자를 대상으로 검토하지 않았기 때문에 이러한 환자에서의 약제 사용에 대해 말하기는 어렵다”고 말했다.
박사팀은 SWS 중에는 기억이 강력하게 고정되며 이 시기에 해마에서의 아세틸콜린 농도가 가장 낮은 수준까지 떨어진다는 사실을 발견했다.
래트를 대상으로 관찰한 결과에 따르면, 해마에서 새로운 기억이 재생되며 신피질 네트워크에서 장기간 보존시키기 위해서는 SWS 중의 콜린 작동성신경계의 톤을 낮출 필요가 있다는 가설이 도출됐다.
그러나 이 톤을 낮추더라도 비 기억계(nondaclarative memory system)는 영향을 받지 않는다. 따라서 이번 연구의 목적은 SWS 수면기간 중의 중추 콜린 작동성 신경계의 톤을 상승시키면 SWS에 관련한 기억의 고정이 방해될 수 있다는 가설을 검증하는 것이다.
이번 연구에서는 연령 18~35세의 남성 29명을 대상으로 2종류의 기억과제(memory task)의 성적을 검토했다.
한쪽에는 단어 리스트 과제(wordlist task)와 관련한 해마에 의존적인 기억(declarative memory), 다른 한쪽은 해마와는 독립된 기억(nondeclarative memory)이었다. 이들 과제는 모두 오후 10~10시 30분사이에 실시됐다.
치료군(18례)은 오후 11시에 취침시키고 3시간 후에 일어나게 했다. 시험은 잠에서 깬지 30분 후에 실시했다. 대조군(11명)은 학습과 시험을 하는 동안에는 잠들지 못하게 했다.
치료군에는 수면시에, 대조군에는 오후 11시 15분에 콜린에스터레이스 억제제인 physostigmine을 투여하고, 다음날 밤에는 플라시보를 투여했다.
그 결과, 치료군에서는 수면 초기에 콜린 작동성 신경계의 활동이 상승했다.
Gais박사에 의하면 이 시기는 SWS가 차지하는 비율이 높다. physostigmine의 투여량은 부작용이 없고 수면·각성 패턴에 영향을 주지 않는 용량이 선택됐다.
박사팀은 “이번 연구의 주요 소견은 physostigmine을 투여하면 단어 리스트 과제의 성적이 수면 중에 뚜렷하게 낮아진다는 것이다. 사람을 대상으로 SWS가 차지하는 비율이 높은 수면 중에 안정상태에서 physostigmine을 투여하여 중추 콜린 작동성 신경계의 활동을 항진시키면 SWS와 관련한 declarative memory은 완전히 방해받았다.
그러나 nondeclarative memory의 고정은 방해되지 않았다. 중추 콜린작동성 신경계의 톤이 높은 각성 중에는 physostigmine을 투여해도 기억의 고정은 영향을 받지 않았다”고 말했다.
이전에 실시된 일부 연구소견에 기초하여 박사팀은 코르티졸의 혈중농도를 측정했으나 이 농도는 플라시보 투여시와 physostigmine 투여시에 차이는 나타나지 않았다.
박사는 “최초의 분석은 physostigmine 투여 후에도 수면에 장애를 일으키지 않은 피험자만을 대상으로 한 것이라서 이번에 나타난 작용은 수면부족이나 피로에 의한 것이 아니라는 사실이 확인됐다. 2번째 분석은 모든 피험자를 대상으로 했으나 처음 분석과 같은 결과가 얻어졌다”고 설명했다.