조선대학교 컴퓨터공학과 양희덕 교수와 스위스 연구팀이 발표한 ‘수면 중 보상에 편향한 자발적 신경 재활성화(Reward biases spontaneous neural reactivation during sleep)’가 과학기술 분야의 권위 있는 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 7월 6일 자 논문으로 게재됐다.

양교수와 스위스 제네바 대학(University of Geneva), 로잔 연방 공과대학(EPFL) 등으로 구성된 연구팀은 '수면 전에 주어진 긍정적 보상이 수면 중에 뇌에 미치는 영향'에 대해 연구·분석했다.

▲ 양희덕 교수

이를 위해 연구팀은 EEG(뇌파)-fMRI(자기공명영상)를 이용해 수면 전과 수면 중 뇌의 상태 변화를 관찰하기 위해 피실험자의 뇌를 촬영, 연구를 진행했다.

실험은 수면 전 피실험자에게 두 종류의 게임을 수행하게 한 뒤 하나의 게임만 성공적으로 완료할 수 있도록 했다.

피실험자에게는 ‘게임을 성공적으로 수행한 경우 보상을 지급한다’는 조건이 제시됐고 게임이 끝난 뒤 피실험자는 EEG-fMRI 기계 장치에서 수면을 취했다.

연구 결과 피실험자의 뇌를 ‘수면 중 깊은 잠으로 분류되는 N3’상태에서 살펴본 결과 수면 전에 주어진 긍정적 보상(게임 성공을 통해 보상받은 기억)이 수면 중에도 유의미하게 작용한 것으로 밝혀졌다. 이는 실패한 게임을 수행할 때 활성화 됐던 뇌의 영역보다 상대적으로 유의미하게 작용한 것이다.

▲ 연구 자료

특히 연구팀은 수면 중에 피실험자가 성공한 게임의 뇌 영역이 활성화될 때 사람의 장기 기억 장치와 관련 있는 해마(hippocampus)와 뇌의 보상회로와 관련 있는 복측피개영역(VTA, Ventral tegmental area)도 동시에 활성화가 됨을 밝혔다.

연구에 참여한 양희덕 교수는 "앞으로도 수면 전에 주어진 자극이 수면 중 뇌의 기억 장치에 미치는 영향에 대한 심도 있는 연구를 할 것이다"며 "수면과 관련된 연구를 바탕으로 기억력 향상 방법, 수면 장애 등의 수면 질환 치료에 관한 연구를 지속적으로 수행할 것이다"고 말했다.

한편 해당 논문은 과학기술정보통신부 '수면학습-외부 자극이 수면에 미치는 영향 분석' 과제의 지원을 받아 진행됐다.