뇌가 오래된 기억을 유지하면서 새로운 기억을 형성하는 방법

연구진은 먼저 쥐가 자는 동안 동공이 어떻게 변하는지 조사했습니다. 쥐는 눈을 뜨고 잠을 자므로 연구자들이 이러한 변화를 더 쉽게 추적할 수 있습니다. 그들은 쥐의 동공이 REM(빠른 안구 운동) 수면 중에 수축했지만, 비REM 수면 중에는 계속 수축하고 확장한다는 사실을 발견했습니다.

Non-REM 수면은 기억이 통합되는 시간입니다. 연구자들은 REM 수면과 비REM 수면 사이의 다양한 동공 변화 패턴을 발견하여 동공 행동을 사용하여 다양한 수면 단계를 식별할 수 있음을 확인했습니다.

비 REM 수면의 구조 탐색

비REM 수면 중 뇌 활동을 이해하기 위해 연구자들은 해마(기억 형성에 관여하는 뇌의 일부)의 뉴런 활동을 조사했습니다. 연구자들은 오래된 기억과 새로운 기억의 활성화와 관련된 신경 활동이 동공 크기의 변화와 연관되어 있는지 확인하고 싶었습니다. 그들은 또한 특정 동공 상태에서 신경 활동이 중단될 때 어떤 일이 일어나는지 확인하기 위해 빛을 사용하여 뉴런의 활동을 제어하는 ​​기술인 광유전학을 사용했습니다.

그는 다음과 같은 사실을 발견했습니다.

• 오래된 기억과 관련된 뉴런은 큰 동공 단계에서 더 자주 활성화된 반면, 새로운 기억과 관련된 뉴런은 작은 동공 단계에서 더 자주 활성화되었습니다.
• 동공이 작았을 때 신경 활동을 방해하면 쥐가 방금 배운 정보를 유지하는 것이 방지되었지만 이전에 배운 정보에는 영향을 미치지 않았습니다.
• 큰 동공 단계의 신경 활동 중단은 새로 학습된 정보의 유지에 영향을 미치지 않았습니다.

이는 비REM 수면 동안 작은 동공 단계에서 새로운 기억이 재활성화되고 큰 동공 단계에서 오래된 기억이 재활성화되어 해리를 유발한다는 것을 의미합니다.

이러한 발견이 왜 중요한가요?

처음으로 연구자들은 쥐의 비 REM 수면이 몇 가지 뚜렷한 하위 단계로 구성되어 있으며 이러한 하위 단계가 오래된 기억과 새로운 기억의 검색을 구별한다는 사실을 확인했습니다. 이러한 발견은 수면 중에 활성화될 때 뇌가 어떻게 새로운 기억과 오래된 기억이 섞이는 것을 방지하는지 설명하는 데 도움이 됩니다.

정신 건강 장애는 종종 기억력 결핍과 관련이 있으며, 이는 부분적으로 수면 장애의 원인이 될 수 있습니다. 수면 중에 기억이 어떻게 형성되는지 더 깊이 이해하면 이러한 기억 문제가 발생하는 이유를 밝히고 이를 되돌리거나 예방하는 방법을 제안하는 데 도움이 될 수 있습니다.

참조

Chang, H., Tang, W., Wolf, AM, Nyasulu, T., Wolf, ME, Fernandez-Ruiz, A. 및 Oliva, A. (2025). 수면 미세구조는 기억 재생을 조율합니다. 자연, 637 (8048), 1161-1169. https://doi.org/10.1038/s41586-024-08340-w