카이스트 김대수·KIST김정진팀
배내측 시상핵 소리에 민감 반응
“수면 질환 등 뇌질환 치료에 도움”

잠을 잘 때 옆에서 작은 인기척만 나더라도 번쩍 눈을 뜨는 사람들이 있다. 동물들도 마찬가지다. 국내 연구진이 이처럼 자는 동안에도 소리에 민감하게 반응하게 만드는 원리를 찾아냈다.

김대수 카이스트 뇌인지과학과 교수팀과 김정진 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 박사팀이 공동으로 동물이 잠자는 동안에도 소리에 반응해 깰 수 있게 하는 머릿속 자명종 회로를 발견했다고 20일 밝혔다.잠은 뇌의 활동을 정비하고 건강을 유지하는 데 매우 중요한 생리작용이다. 이 때문에 자는 동안에는 감각신경 작용도 차단돼 주변의 위험을 감지하는 능력이 줄어들게 된다. 그러나 많은 동물은 잠자는 동안에도 포식자의 접근을 감지하고 반응한다. 이에 과학자들은 동물이 어떻게 자는 동안 위험을 감지하는지 연구해 왔다.

연구팀은 생쥐 실험을 통해 동물에게는 깊은 잠을 자는 동안에도 소리에 반응하는 신경회로가 있다는 것을 발견했다. 깨어 있을 때는 청각 시상핵이 소리에 반응하지만 깊은 잠에 빠져 있는 동안은 배내측 시상핵이 소리에 반응해 뇌를 깨우는 자명종 역할을 한다는 것이다. 실제로 생쥐를 깊은 잠에 빠지게 한 다음 관찰한 결과 청각 시상핵도 잠들어 있었지만 배내측 시상핵 신경은 깨어 있어 소리에 반응하는 것을 관찰했다. 또 배내측 시상핵을 억제하면 소리를 들려줘도 쥐가 잠에서 깨어나지 못했고 배내측 시상핵을 자극하면 소리 없이도 쥐가 수 초 이내에 잠에서 깨나는 것을 발견했다.

김대수 카이스트 교수는 “이번 연구는 수면 질환을 비롯해 다양한 뇌 질환에서 나타나는 각성 및 감각 장애에 대한 이해를 높이고 그에 따른 치료법을 개발하는 데 도움을 줄 수 있다”며 “감각 자극을 통해 각성을 조절할 수 있는 디지털 헬스케어 분야에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.