수면의 기원은 4억 년 이상 전으로?

인간에게 수면은 당연한 일이다. 하지만 포유류 대부분이 하루 중 몇 시간은 의식을 잃는 건 이상한 현상이라고 할 수 있다. 학술지 네이처에 발표된 연구에 따르면 물고기는 인간처럼 잠을 자는데 인류의 잠은 먼 조상인 어류로부터 4억 5,000만 년 이상 이어진 것이라는 걸 시사하고 있다.

인간은 깊거나 얕은 수면을 반복한다. 지금까지 연구는 얕은 잠 그러니까 REM 수면을 취하는 건 인간을 비롯한 포유류와 조류에 한정되어 있다고 한다. 몸은 자고 있지만 뇌는 각성하고 있는 REM 수면은 진화 과정에서 획득한 것으로 간주된다.

이 연구는 스탠포드대학 연구팀이 일본 국립유전학연구소와 공동으로 진행한 것이다. 연구팀은 몸이 투명해 체내를 관찰하기 쉬운 제브라피시 치어를 이용해 수면을 관찰했다. 뇌에서 뉴런이 활동하면 칼슘 농도가 상승하기 때문에 실험에선 칼슘에 반응해 녹색으로 빛나게 유전자를 조작한 걸 이용했다. 연구팀은 제브라피시의 두뇌 활동과 심장 박동, 근육 활동, 안구 운동 등 데이터를 측정하고 잠든 상태를 만들기 위해 제브라피시가 수면에 닿지 않게 일으켜 계속 졸린 상태로 만들었다.

측정 결과 졸린 제브라피시는 REM 수면과 논REM수면을 하는 것으로 확인됐다. 논REM 수면을 할 때에는 심박수가 반으로 줄고 몸 근육이 이완된다. 이는 조류와 포유류만 진화종 중 REM 수면을 획득했다는 정설과는 반대의 결과다.

지금까지 진화 과정에서 REM 수면을 획득했다고 여겨졌지만 이번 실험 결과에서 연구팀은 수면의 기원은 어류가 탄생한 4억 5,000만 년 전까지 거슬러 올라갈 가능성을 시사하고 있다. 전문가는 약물을 투여한 동물 신경세포가 어떻게 활성화되는지 여부를 시각적으로 조사할 수 있다는 것도 큰 진전 중 하나라고 밝히고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.