우리 대부분은 숙면이 행복과 생산성의 핵심이라는 것을 알고 있으며, 반대로 수면의 질이 좋지 않으면 하루 종일 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 새로운 기술을 학습하는 뇌 영역과 이 영역이 수면의 질 저하로 인해 어떻게 영향을 받을 수 있는지가 밝혀졌습니다.
[자고 있는 여성]
취리히 대학교와 스위스 취리히에 위치한 스위스 공과대학(ETH) 연구원들은 방해받은 깊은 수면 단계가 새로운 것을 학습하는 뇌의 능력에 미치는 영향을 연구하기 시작했습니다.
더 구체적으로 말하자면, 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 저널에 발표된 새로운 연구에서는 뇌의 운동 피질이 환경으로부터 정보를 받는다는 사실을 발견했습니다. 자극에 반응하여 변화하고 적응하는 뇌의 능력과 깊은 수면이 뇌에 어떤 영향을 미치는지 조사했습니다.
운동 피질은 운동 능력의 발달과 조절을 담당하는 뇌의 영역으로 깊은 수면 단계(서파수면이라고도 함)로 기억 형성과 처리의 핵심이며, 하루 일과를 마친 후 뇌가 스스로 회복하도록 도와줍니다.
깊은 수면 수행 중 운동 피질 조작
이 연구는 6명의 여성과 7명의 남성으로 구성되었으며, 수면 장애가 발생한 밤과 깊은 수면이 방해받은 후 낮에 운동 활동을 수행하도록 요청 받았습니다.
과제에는 학습이 포함되었습니다. 일련의 손가락 움직임을 통해 연구자들은 움직임 학습을 담당하는 뇌 영역을 정확히 찾아낼 수 있었습니다.
연구원들은 뇌전도계를 사용하여 참가자들이 자는 동안 뇌 활동을 모니터링했습니다.
실험 첫날 참가자들은 불편함 없이 잠을 잘 수 있었습니다.
그러나 둘째 날 밤, 연구자들은 참가자들의 수면의 질을 변화시켰습니다. 그들은 운동 피질에 집중하여 깊은 수면을 방해할 수 있었으며, 이를 통해 열악한 수면이 새로운 움직임 실행의 신경 가소성에 미치는 영향을 조사했습니다.
참가자들은 깊은 수면 단계가 진행되고 있다는 사실을 알지 못했습니다. 방해했다. 그들에 따르면, 두 경우 모두 수면의 질은 대략 동일했습니다.
약한 수면은 시냅스를 자극하여 뇌의 학습 능력을 차단했습니다. 그러면 연구진은 그들은 새로운 동작을 배우는 참가자의 능력을 평가했습니다. 예상대로 아침에 피험자들의 학습 성과가 가장 높았습니다.
그러나 날이 갈수록 오류가 계속 발생했습니다. 이는 역시 예상된 일이었습니다.
한 차례 더 양질의 수면을 취한 후 참가자들의 학습 효율성은 다시 높아졌습니다. 그러나 며칠간 수면을 조작한 후에도 학습 활동은 크게 개선되지 않았습니다. 실제로 숙면을 취한 다음날 아침 참가자들의 성과는 전날 저녁까지 더 낮았습니다.
연구자들에 따르면 이는 깊은 잠을 자는 동안 뇌의 시냅스가 뉴런은 회복 수면 중에 일반적으로 발생하는 시냅스를 조작했습니다. 마치 '휴식하지 않음'과 같습니다.
낮 동안 우리의 시냅스는 우리를 둘러싼 자극에 반응하여 자극을 받습니다. 그러나 수면 중에는 이러한 시냅스가 저절로 멈추고 활동이 '정상화'됩니다. 이러한 회복 기간이 없으면 시냅스는 오랜 기간 동안 자극된 상태로 유지됩니다. 그러한 상태는 신경가소성을 억제하는데, 이는 새로운 것을 배우는 것이 더 이상 불가능하다는 것을 의미합니다.
우리는 수면의 특정 부분에서 수면의 깊이를 줄입니다. 깊은 잠과 학습을 가능하게 하여 뇌의 인과관계를 입증할 수 있는 방법이 개발되었습니다. 간질과 같은 많은 질병도 수면 중에 발생합니다. 새로운 방법을 통해 우리는 질병과 직접적으로 연관된 특정 뇌 영역을 조작할 수 있기를 희망합니다.
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