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노화에 따른 뇌 속 타우 축적, 비렘수면 중 서파 붕괴 유발
알파경제
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수면 중 뇌파 변화와 타우 단백질, 삽화기억 손상 사이의 관계를 다룬 연구 결과가 '네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)'에 실렸다.
삽화기억(episodic memory)은 특정 시점의 경험을 저장하는 기억으로, 장기기억 형성에 중요한 역할을 한다. 나이가 들수록 삽화기억은 약해지는 경향이 있으며 알츠하이머병 환자의 경우 그 손상 정도가 특히 크게 나타난다.
비렘수면(non-REM sleep)은 안구가 움직이지 않고 꿈을 거의 꾸지 않는 깊은 수면 단계로, 이 시기에는 신경세포들이 전두엽에서 시작해 뇌 전역으로 퍼지는 느리고 동기화된 파동, 이른바 '서파' 형태로 껐다 켜지기를 반복한다.
연구진은 20대 초반의 인지 건강한 성인과 60대 중반∼70대 중반 성인을 대상으로 수면 중 뇌파를 뇌전도(EEG)로 측정해 비교했다.
그 결과 젊은 성인의 서파는 두피를 가로질러 손바닥 한 뼘 정도의 거리를 이동한 반면 고령 성인의 서파는 이동 거리가 짧고 더 고립된 양상을 보였다.
이어 양전자방출단층촬영(PET)을 통해 전두엽의 타우 단백질 축적 정도를 측정한 결과, 고령 참가자에서 타우가 많이 쌓일수록 서파의 이동 거리가 짧아지는 것으로 나타났다.
이러한 변화는 알츠하이머병 진단을 받지 않은, 타우 축적이 경미한 사람들에서도 관찰됐다.
연구진은 참가자들에게 밤사이 단어 연상 과제를 학습시킨 뒤 다음날 기억 정도를 평가했다.
그 결과 서파가 더 짧고 고립된, 이른바 '외로운 파동(lonely wave)'을 보인 참가자일수록 기억한 내용이 적었다.
수년 뒤 일부 참가자를 재검사한 결과 전두엽 타우가 증가한 사람일수록 서파 동기화가 나빠지고 수면 중 기억 보존력도 떨어진 것으로 확인됐다.
연구진은 PET 검사 대상자 외에 별도의 고령자 집단을 대상으로 척수액 내 타우 수치를 측정하는 추가 검사도 진행했다.
그 결과 서파가 더 고립된 양상을 보인 참가자일수록 척수액 내 타우와 아밀로이드 베타의 비율이 높게 나타나, 앞선 결과와 유사한 경향을 보였다.
연구진은 이러한 결과를 바탕으로 전두엽의 타우 축적이 수면 중 서파 기능 이상과 삽화기억 손상에 관련돼 있다고 결론지었다.