[DEBUG-WINDOW 처리영역 보기]
즐겨찾기  |  뉴스레터  |  오늘의 정보  |  e브릭몰e브릭몰 sale 회원가입   로그인
BRIC홈 동향
검색광고안내
과학기술용어에 대한 과기인 인식조사
스폰서배너광고 안내  배너1 배너2 배너3 배너4
과학으로 본 코로나19 (COVID-19)
전체보기 뉴스 Bio통계 BRIC View BRIC이만난사람들 웹진(BioWave)
목록
조회 3028  인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
바이오통신원   
[바이오토픽] 재미있는 신경과학: 도마뱀도 꿈을 꿀까?
생명과학 양병찬 (2016-04-29)

꿈, REM 수면, 서파수면은 조류와 포유류의 전유물이 아니라, 파충류·조류·포유류의 공통조상이 우리에게 물려준 기능일지도 모른다.

upload image
Pogona vitticeps/ © Wikipedia

인간에서부터 새(참고 1), 벌레(참고 2), 악어(참고 3)에 이르기까지, 모든 동물들은 잠을 잔다. 그러나 모든 종(種)들의 수면상태가 똑같은 건 아니어서, 과학자들은 오랫동안 '수면의 가장 기본적인 요소가 뭔가?'라는 의문을 품어 왔다. 이제 도마뱀을 이용한 새 연구에서, 한때 '포유류와 조류에서만 일어난다'고 생각됐던 수면상태가 훨씬 더 오래된 진화적 기원을 갖고 있는 것으로 밝혀졌다.

REM(rapid eye movement)이란 '몸이 대부분 움직이지 않지만, 뇌(腦)가 매우 활발하게 활동하는 상태'를 말한다. 과학자들은 오랫동안 조류와 포유류만이 REM(rapid eye movement)을 경험하는 유일한 척추동물이라고 생각해 왔다. REM 수면 상태에서 뇌는 고주파 전기활성을 만들어내고 안구는 약하게 재빨리 움직이는데, 인간의 경우 REM은 꿈과 밀접하게 연관되어 있다. 간간이 나타나는 REM은 서파수면(slow-wave sleep)의 간주곡과 같은데, 서파수면 기간에는 뇌의 활동이 서서히 줄어들고 파동이 좀 더 동기화(synchronized)된다. 서파수면은 기억의 형성 및 저장에 중요한 것으로 널리 여겨지고 있다.

그러나 독일 막스플랑크 뇌연구소의 질 로랑 박사(신경과학)에 의하면, 파충류를 대상으로 REM과 서파수면의 징후를 찾는 과학자들은 엇갈린 결론을 얻어 왔다고 한다. 그래서 그녀가 이끄는 연구진은 다른 연구를 위해 턱수염도마뱀(Pogona vitticeps)의 뇌활동을 기록하다가, REM과 비슷한 수면패턴을 발견하고는 소스라치게 놀랐다.

연구진의 본래 목적은 '(독일에서 흔히 애완동물로 기르는) 턱수염도마뱀이 먹잇감을 쫓기 위해 시각정보(visual information)를 사용하는가?'라는 의문을 해결하는 것이었다. 그들은 전극을 이용하여 도마뱀의 뇌활동을 여러 주 동안 지속적으로 기록했다. 그 결과, 밤에 잠자는 도마뱀의 뇌는 두 개의 상이한 패턴으로 확연히 구분되는 리듬을 형성하는 것으로 나타났다. 그중 하나는 약 4Hz의 초저주파(very low frequency)이고, 나머지 하나는 약 20Hz의 고주파였다. 이 두 가지 주파수는 40초 간격으로 바뀌었는데, 이를 보고 로랑 박사는 포유류와 조류에서 발견되는 REM 수면과 서파수면 간의 변동을 떠올렸다. "보면 볼수록, 그것은 전형적인 REM 수면처럼 보였다"라고 그녀는 회상했다(동영상 참조).

연구진이 적외선 카메라를 이용하여 촬영해본 결과, 잠자는 도마뱀은 REM 수면 비슷한 단계에서 의 눈꺼풀을 씰룩거리는 것으로 밝혀졌다. 마치 다른 동물들처럼 말이다. 또한 서파수면 비슷한 단계에서도 까무러칠 만큼 익숙한 패턴이 발견되었다. 즉, 전극을 이용하여 측정해본 결과, 예리한 파도 모양의 파형과 부드러운 물결 모양의 파형이 나타난 것이다. 이것은 인간과 설치류에게서 나타나는 패턴과 매우 흡사한데, 일부 과학자들은 이 같은 패턴(파도와 물결)이 과거의 사건들을 빨리보기(fast-forward) 스타일로 재생해 줌으로써, 새로운 정보를 기억으로 전환되도록 도와준다고 믿고 있다.

"이 같은 뇌파패턴의 기능이 모든 종(種)들 간에 똑같은지를 알려면 좀 더 많은 연구가 필요하지만, 이번 연구결과는 REM이나 서파 같은 수면유사 패턴(sleeplike pattern)이 파충류, 조류, 포유류의 공통조상으로까지 거슬러 올라간다는 것을 시사한다"라고 로랑 박사는 말했다.

"연구진이 제시한 도발적인 증거들은 '잠자는 동안 일어나는 모종의 사건들이 모든 동물의 기능에 중요하다'는 것을 시사한다"라고 MIT의 맷 윌슨 박사(신경과학)는 말했다. "도마뱀은 잠자는 동안 그날 일어난 사건들을 되새기며, 먹이를 발견했던 곳들을 새로 기억하는지도 모른다. 또는 단지 꿈을 꾸고 있을 수도 있다"라고 그는 덧붙였다.

이번 연구결과는 《Science》 4월 28일호에 실렸다(참고 4).

※ 참고문헌
1. http://www.sciencemag.org/news/2008/11/bird-brains-split-lookout-duty
2. http://www.sciencemag.org/news/2013/09/marching-beat-two-different-drummers
3. http://www.sciencemag.org/news/2015/10/crocodiles-may-sleep-only-half-their-brain
4. Gilles Laurent et al., "Slow waves, sharp waves, ripples, and REM in sleeping dragons", Science  29 Apr 2016: Vol. 352, Issue 6285, pp. 590-595., DOI: 10.1126/science.aaf3621
5. 동영상: https://youtu.be/PpVOLeTE41s

※ 출처: Science http://www.sciencemag.org/news/2016/04/do-sleeping-dragons-dream

 

  추천 4
  
인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
  
양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
다른 연재기사 보기 전체보기 >
[바이오토픽] 인터페론: 중증 COVID-19의 14%에서 발견된 면역의 약점
COVID-19 팬데믹의 처음 몇 달 동안, 질병의 맹렬함에 당황한 과학자들은 인체의 바이러스 파이터 중 전위대로 알려진 1형 인터페론(type I interferon)이라는 분자...
[바이오토픽] 마침내 밝혀진 인플루엔자 백신의 비밀: '미접촉 B세포'와 '기억 B세포'의 반응
인플루엔자 백신은 「방어적 기억면역반응(protective memory immune response)」을 유도한다. 새로운 연구에서, 인간의 미접촉 B세포(naive B cell)...
[바이오토픽] 노인들이 COVID-19에 취약한 건, 면역계의 불협화음 때문
후천성 면역계의 양대 산맥인 ‘항체’와 ‘T세포’의 손발이 안 맞는 경우가 있다. 일부 환자와 노인들이 중증 COVID-19를 앓는 것은 그 때문인 것으로 보인다.
본 기사는 네티즌에 의해 작성되었거나 기관에서 작성된 보도자료로, BRIC의 입장이 아님을 밝힙니다. 또한 내용 중 개인에게 중요하다고 생각되는 부분은 사실확인을 꼭 하시기 바랍니다. [기사 오류 신고하기]
 
  댓글 0 댓글작성: 회원 + SNS 연동  
첫 댓글을 달아주세요.
 
위로가기
동향 홈  |  동향FAQ  |  동향 문의 및 제안
 |  BRIC소개  |  이용안내  |  이용약관  |  개인정보처리방침  |  이메일무단수집거부
Copyright © BRIC. All rights reserved.  |  문의 member@ibric.org
트위터 트위터    페이스북 페이스북   유튜브 유튜브    RSS서비스 RSS
에펜도르프코리아 광고