수면은 기억력을 재생하고 그 기억들을 두뇌에 저장하는 역할을 한다. 우리가 잠에든지 얼마 지나지 않아 두뇌에 흐르게 되는 전류는 우리가 생각하는 것 이상으로 두뇌 기억력의 회복을 증폭시킬 수 있다고 독일의 과학자들은 전했다.

우리가 잠을 자는 동안 우리의 두뇌는 하룻동안 보고, 듣고, 배운 모든 것들을 정리한다. 한편 깨어있을 때는 어제로부터 저장된 정보를 기억해내는데, 이는 전날 저녁에 하루를 기억해내려 하는 것보다 더 효과적이고 정확하다. 어떤 이유에 가능한 것일까?

기억력의 재생 및 저장의 과정은 수면 초반에 이루어지는데, 이는 꿈을 꾸기 시작하는 파라(para)수면 즉 흔히 알려진 REM수면에 바로 앞서서 일어난다. 이때, 진폭이 작고 느린 전류가 우리 두뇌 상하부를 순회하게 된다.

이를 두고 무리의 과학자들은 두뇌를 순회하는 전류가 특정 뇌진동파를 유도하여, 궁극적으론 새로운 정보들이 두뇌 네트워크 전체에 공급되는 결과를 갖게 된다고 주장하고 있다. 반면, 또 다른 부류의 과학자들은, 이 뇌진동파는 단순히 두뇌활동의 부수적 산물일 가능성이 높다고 이의를 제기하고 있다.

리사 마쉘 박사, 잰 본 박사 등의 주도하는 독일 루벡대학 (University of Lubeck)의 연구팀은 이 문제에 대한 답을 확인할 수 있는 실험을 도안해 내었다.
연구진은 13명의 두뇌테스트 지원자 – 대부분 동 대학 의과대학생들로 구성된 – 를 대상으로 실험을 진행했고 그들의 머리에 전극을 부착하여 두뇌활동 및 뇌파의 변화를 확인하였다. 학생들이 모두 잠든 사이, 연구진은 인체에 무해한 양의 전류를 지원자들의 두뇌에 유입시켰다. 놀랍게도 맥박과 동일하게 유입되는 전류는 학생들의 두뇌의 활동을 안정되고 일정한 상태- 진폭이 작은 4~6Hz의 서파(徐波)와 가는 속파(速波)가 발생되는 상태 -로 유도하는 능력이 있음을 확인하였다.

학생들은 수면에 들기 약 1시간 전에 주어진 몇몇의 글 문구들을 외우도록 지시를 받았다. 그런 다음, 연구진은 학생들이 잠들기 직전과 다음날 아침 기상하는 시간에 각각 기억력 테스트를 하였다. 실험 결과, 수면 중 일단의 전류가 두뇌로 유입된 후, 즉 잠들기 전보다 잠에서 깬 다음날 아침에 그들의 두뇌가 더 많은 단어를 기억해 낼 수 있음을 확인 하였다.

”뇌 전류를 통한 우리의 발견 및 입증의 메커니즘은 브레인튜닝(Brain Tuning)이라 명해질 수 있겠다. 또한 실험에 참여한 지원자 대부분이 현재 높은 수준의 교육을 받고 탁월한 기억력을 겸비한 의과대학생들이라는 점에, 이와 같은 연구결과는 정확하고 확연한 구분 점을 보였다. 이에 본 연구결과의 신빙성이 부각되었다.” 라고 마쉘 박사와 동료들은 언급했다.

연구팀은 전류를 통한 브레인튜닝은 느리고 진폭이 3Hz정도로 낮은 서파가 주로 발생하는 서파수면에 일어나며, 그 외 다른 수면의 단계에서는 발견할 수 없다고 설명했다. 또한 연구팀은 서파수면에 일어나는 저속의 진동파는 기억정보들로 이루어져 있을 가능성이 높으며 이는 두뇌가 기억력을 재생하고 저장시키는 것보다 더 중요한 일을 하고 있을 때에, 두뇌 상하부를 순회하며 대기하도록 되어 있을 것이라는 차기 이론을 제시했다.

마쉘 박사와 동료들의 연구논문은 네이쳐 온라인판에 게재된다.