잠을 자면 공부한 내용을 더 잘 기억하게 된다는 말은 오래전부터 있었다. 그러나 그 과정이 실제로 어떤 방식으로 일어나는지는 명확하지 않았다. 뉴욕대학교 랑곤 메디컬센터(NYU Langone Medical Center) 연구팀은 이 질문을 실험으로 풀어냈다. 핵심은 뇌 속에서 일어나는 아주 작은 구조 변화다.
잠과 학습의 만남
연구는 학습 직후의 수면이 뇌 회로를 어떻게 바꿀 수 있는지를 살펴보는 방식으로 이루어졌다. 연구팀은 뉴런이 형광 단백질을 발현하도록 유전적으로 조작된 실험쥐를 사용했다. 이 덕분에 작은 세포 구조의 변화를 직접 볼 수 있었다. 실험쥐가 새로운 과제를 학습한 뒤 잠을 자게 되면, 그 직후 뇌에서 어떤 변화가 일어나는지 관찰하는 것이 연구의 중심이었다.
수면 중에 일어나는 변화
관찰된 변화는 수상돌기 가시(dendritic spine)라는 구조의 증가였다. 수상돌기 가시는 뉴런이 다른 뉴런과 연결될 때 뻗어나오는 작은 돌기다. 기억은 결국 이 연결이 강화되거나 새로 만들어지는 과정에서 형성된다. 연구팀은 학습 뒤에 잠을 잔 실험쥐의 뇌에서 이 돌기들이 확연히 늘어나는 모습을 확인했다. 반대로 잠을 자지 못한 실험쥐에서는 같은 변화가 나타나지 않았다.
잠이 기억을 단단하게 하는 이유
이 발견은 잠이 단순한 휴식 이상의 의미를 가진다는 사실을 보여준다. 학습한 내용이 단순히 뇌에 저장되는 것이 아니라, 수면 중에 뉴런 간 연결이 실제로 강화되면서 기억이 형태를 갖추기 시작한다는 것이다. 말하자면 잠은 학습된 정보를 뇌의 구조로 바꾸는 시간이며, 이 과정이 충분히 이루어져야 기억이 안정된다.
기억을 위한 시간
이 연구는 잠이 기억을 다지는 데 필수적임을 명확하게 보여준다. 뇌는 잠을 자는 동안 새로운 정보를 받아들이고, 필요하다고 판단한 연결을 강화하며, 불필요한 연결은 정리한다. 학습 바로 뒤의 잠이 특히 중요한 이유가 여기에 있다. 기억은 깨어 있을 때 시작되고, 잠을 자는 동안 견고해진다.
출처: ScienceDaily, Sleep after learning strengthens connections between brain cells, https://www.sciencedaily.com/releases/2014/06/140605141849.htm