【워싱턴】 수면의 주요 기능 중 하나는 기억의 고정화라는 견해를 강력 지지하는 연구결과가 발표됐다. 각성 중에 경험한 사건의 수면의존적인 고정화를 조절하는 세포기구에 대해 새로운 지견이 제시된 것이다.
펜실베이니아대학 뇌신경과 마르코스 프랭크(Marcos G. Frank) 박사팀이 Neuron에 발표했다.
NMDA수용체와 PKA매개 세포내 캐스캐이드가 고정화에 필수
수면은 기억과 학습을 촉진시킨다고 생각되지만 수면과 시냅스 가소성이 분자 차원에서 어떻게 관련하는지는 충분히 해명돼 있지 않다.
한편 경험의존적인 피질가소성의 고전적 모델인 안우위가소성(ODP)은 한쪽눈 폐쇄에 따른 시각야(野)의 변화로 확인할 수 있다.
프랭크 박사팀이 앞서 실시한 연구에서는 수면을 통해 ODP가 고정되는 것으로 나타났으며 기전은 불확실하지만 N-메틸-D-아스파라긴산(NMDA) 수용체와 세포내 키나제가 관련하는 것으로 나타났다.
따라서 박사팀은 이러한 기전을 좀더 확실히 검증하기 위해 일련의 실험을 실시했다. 그 결과, 수면이 ODP를 고정화시키는 것은 주로 폐쇄되지 않은 눈을 통해 들어오는 자극에 피질의 반응이 증가되기 때문으로 밝혀졌다.
또 NMDA수용체와 프로틴키나제(PK)A를 매개한 세포내 캐스캐이드가 ODP의 수면의존적 고정화에 필요한 세포 기구이며 수면 중에 이러한 세포내 캐스캐이드가 활성되면서 시냅스가 강화되는 것으로 밝혀졌다.
피질 뉴런의 리모델링도 수면의존적인 피질을 더 활성시키는 것으로 관찰됐다. 피질시각야의 리모델링을 통해 NMDA수용체 하류에 있는 몇가지 키나제 활성화가 일어난 것이다. 이 활성화가 기억·학습과정에 관계한다는 사실은 이미 보고된바 있다.
이 수용체의 차단과 수면 부족은 모두 ODP의 고정화를 방해했다. 수용체 시그널 전달이상은 수면부족이 인지기능에 나쁜 영향을 준다는 사실을 보여준다.
박사는 “이러한 결과는 각성 중에 피질이 리모델링되면 수면 중에 피질이 재활성될 뿐만 아니라 이차적으로 발생하는 NMDA수용체·PKA 매개신호 캐스캐이드를 통해 시냅스 가소성의 변화가 다시 수정·고정화된다는 사실을 보여준다”고 말했다.