자고 나면 머리가 맑아지는 이유가 있다. 수면을 통해 뇌가 ‘초기화(리셋)’돼 최적의 상태로 회복되기 때문이다.
미 세인트루이스 워싱턴대 연구팀은 뇌가 자는 동안 최적의 상태인 ‘임계점(criticality)’에 도달하기 위해 시스템을 리셋한다고 밝혔다. 연구팀은 “뇌는 생물학적인 컴퓨터와 같다”면서 “수면의 가장 큰 목적은 최적의 계산 상태를 회복하는 것”이라고 했다. 연구 결과는 최근 국제 학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’에 게재됐다.
연구팀은 수면이 뇌에 어떤 역할을 하는지 알아보기 위해 동물실험을 계획했다. 연구팀은 어린 쥐들이 수면할 때와 깨어있을 때 뉴런 활동이 다르다는 것을 발견했다. 이렇게 정보가 뇌를 통해 어떻게 흐르는지를 나타내는 ‘신경 폭포’에 초점을 맞춰 어린 쥐의 뇌를 관찰했다.
연구팀은 쥐가 수면에서 깨어난 직후 다양한 신경 폭포가 발생하지만 깨어있는 상태가 이어질수록 신경 폭포가 작아진다는 것을 알아냈다. 연구팀은 이러한 신경 폭포의 분포를 추적해 쥐들이 언제 잠에 들거나 깨어날지를 예측할 수 있었다. 연구팀은 “깨어있는 모든 순간이 뇌 회로를 임계점에서 멀게 만들고, 수면은 뇌의 리셋을 돕는다는 것”이라고 했다.
