시험이나 중요한 발표를 앞두고 밤새워 공부한 경험이 있는 사람이라면 오히려 잠을 충분히 잔 다음 날 내용이 더 잘 기억나는 경우를 겪었을 것이다. 최근 수면 중 뇌파 활동과 기억 형성의 관계를 살핀 연구들이 이런 경험을 뒷받침하는 결과를 내놓으며 학습능력 연구에 새로운 실마리를 던지고 있다.
수면과학 전문가들에 따르면 사람은 잠든 동안 낮에 겪은 일과 학습한 정보를 뇌 속에서 다시 재생하는 과정을 거친다. 이 과정에서 특정한 뇌파 패턴이 반복적으로 나타나는데, 이러한 신경활동이 기억을 단기 저장소에서 장기 저장소로 옮기는 데 관여하는 것으로 알려져 있다.
대표적으로 언급되는 뇌파는 깊은 수면 단계에서 나타나는 서파와 짧고 빠르게 반복되는 방추파다. 서파는 대뇌피질 전체에서 느리고 크게 발생하는 신경활동이며, 두 뇌파가 시간적으로 맞물려 나타날 때 기억 저장 효과가 더 뚜렷해진다는 관찰이 이어지고 있다.
뇌과학 연구자들은 해마와 대뇌피질이라는 두 부위가 이 과정에서 서로 신호를 주고받는다고 설명한다. 해마는 낮 동안 새롭게 들어온 정보를 임시로 저장하는 역할을 하고, 서파와 방추파가 나타나는 순간 해마에 저장된 정보가 대뇌피질로 전달되며 장기기억으로 자리 잡는 것으로 추정된다.
수면 중 뇌파를 측정하는 연구 장면 [그림=메디닉스DB]
렘수면 단계도 기억 형성과 무관하지 않다는 분석이 나온다. 렘수면은 눈동자가 빠르게 움직이고 꿈을 많이 꾸는 단계로, 이 시기에는 감정이 섞인 기억이나 복잡한 정보를 정리하고 재구성하는 작업이 활발히 일어나는 것으로 보고되고 있다.
이러한 연관성은 뇌파 측정 장비를 이용해 수면 중 신경활동을 기록하는 방식으로 관찰돼 왔다. 두피에 부착한 전극으로 전기신호를 측정하는 방법이 널리 쓰이며, 최근에는 다른 영상 기법을 함께 활용해 뇌의 어느 부위가 활성화되는지 살피는 연구도 이어지고 있다.
이런 결과는 학습능력과 기억력을 다루는 교육·의학 분야에서도 주목받는다. 시험공부나 새로운 기술을 익히는 과정에서 충분한 수면을 취하는 것이 단순한 휴식을 넘어 학습 내용을 뇌에 정착시키는 적극적인 과정이라는 인식이 힘을 얻고 있기 때문이다.
나이가 들면서 수면 구조가 변화하는 점도 관련 연구자들의 관심사다. 고령층은 서파수면 비중이 젊은 층보다 줄어드는 경향이 있는데, 이런 변화가 기억력 저하와 연관될 수 있다는 가설이 제기되고 있어 수면 질 관리가 노년기 인지건강과도 맞물려 있다는 지적이 나온다.
고령층 수면 구조 변화와 기억력 관계 주목 [그림=메디닉스DB]
반대로 수면이 부족하거나 자주 끊기면 기억 재생 과정 자체가 방해받을 수 있다는 우려도 제기된다. 관련 학회들은 만성적인 수면 부족이 서파수면과 방추파 발생을 줄여 학습한 내용을 제대로 저장하지 못하게 할 가능성이 있다고 설명한다.
다만 전문가들은 아직 사람마다 수면 중 뇌파 패턴과 기억력의 관계를 정확히 예측하기는 어렵다고 조심스러운 입장을 보인다. 개인의 나이, 건강 상태, 스트레스 수준 등 다양한 요인이 함께 작용하기 때문에 향후 더 많은 관찰과 분석이 필요하다는 것이다.
전문가들은 학습 효과를 높이려면 규칙적인 시간에 잠들고 최소 7시간 안팎의 수면을 확보하는 것이 도움이 된다고 권한다. 잠자리에 들기 전 스마트폰 사용을 줄이고 카페인 섭취 시간을 조절하며, 수면 중 자주 깨거나 낮 동안 심한 졸림과 기억력 저하가 이어진다면 수면 전문 의료기관을 찾아 상담받는 것이 바람직하다.
