수면 중에 오히려 뇌 청소율 감소, 뇌 청소율 높이려면?

 

 

서론

수년간 과학자들은 수면을 뇌의 '리셋 버튼'으로 묘사하며, 낮 동안 쌓인 독소와 폐기물을 제거하는 시간이라고 강조해왔습니다. 하지만 최근 연구가 이 전통적인 믿음에 도전장을 내밀었습니다. 2025년 발표된 한 연구는 특정 물질의 경우, 뇌가 깨어 있을 때 더 효율적으로 청소된다고 주장합니다. 그렇다면 수면은 정말 뇌를 깨끗하게 유지하는 데 필수적인가요, 아니면 우리가 몰랐던 비밀이 있는 걸까요? 이 글에서는 최신 연구 결과를 바탕으로 뇌 청소의 진실과 뇌 청소율을 높이는 방법을 탐구합니다.

최신 연구: 기존 이론에 대한 도전

2025년 6월, Science에 발표된 연구는 뇌 청소에 대한 새로운 시각을 제시했습니다(Science). 이 연구는 쥐의 뇌에서 작은 염료 분자가 수면이나 마취 상태보다 깨어 있을 때 30% 더 효율적으로 제거되었으며, 마취 상태에서는 50% 더 낮은 제거율을 보였다고 보고했습니다. 이는 수면이 뇌의 폐기물 제거를 촉진한다는 글림프 시스템 이론에 정면으로 반하는 결과입니다.

하지만 이 연구는 논란의 중심에 있습니다. 글림프 시스템 연구의 선구자인 마이켄 네더가드(Maiken Nedergaard)는 이 연구의 방법론에 문제를 제기했습니다. 그녀는 연구에 사용된 소분자 염료가 알츠하이머병과 관련된 베타-아밀로이드 같은 큰 단백질을 대표하지 않으며, 주사로 인한 조직 손상과 주사 부위와 평가 부위 간 글림프 경로 부재가 결과에 영향을 미쳤을 가능성을 지적했습니다(BPS Research Digest). 연구의 저자 중 한 명인 닉 프랭크스(Nick Franks)는 "우리의 결과가 기존 학계의 초점과 반대라 매우 놀랐다"고 밝히며, 이 발견이 뇌 청소에 대한 새로운 논의를 촉발했다고 덧붙였습니다.

이 연구는 인간 뇌가 아닌 쥐 모델을 기반으로 하며, 인간에 대한 추가 연구가 필요하다는 점에서 한계가 있습니다. 그럼에도 불구하고, 이 결과는 수면의 역할에 대한 재고를 요구하며, 뇌 청소가 단순히 수면에만 의존하지 않을 수 있음을 시사합니다.

전통적 관점: 수면, 뇌의 청소부

수면이 뇌를 청소한다는 개념은 2012년 네더가드 팀이 글림프 시스템을 처음 설명하면서 시작되었습니다(URMC Newsroom). 글림프 시스템은 뇌척수액을 이용해 뇌에서 폐기물을 제거하는 독특한 메커니즘으로, 수면 중에 가장 활발히 작동합니다. 수면 중 뇌 세포 사이의 공간이 확장되어 뇌척수액이 더 자유롭게 흐르며 독소를 씻어냅니다(Scientific American).

특히, 깊은 비-REM 수면(느린 파동 수면)은 글림프 시스템의 효율성을 극대화합니다. 2019년 로체스터 의료센터의 연구는 깊은 수면 중 느리고 안정적인 뇌 활동이 뇌척수액의 흐름을 최적화한다고 밝혔습니다(URMC Newsroom). 이 연구는 쥐를 대상으로 다양한 마취제를 사용해 수면 단계를 모방했으며, 케타민과 자일라진 조합이 깊은 비-REM 수면의 전기적 활동을 가장 잘 재현해 글림프 기능을 향상시켰습니다.

베타-아밀로이드 제거와 관련된 연구는 수면의 중요성을 더욱 강조합니다. 2018년 PNAS에 발표된 연구는 건강한 성인 20명을 대상으로 단 한 번의 수면 부족이 오른쪽 해마와 시상에서 베타-아밀로이드 축적을 유의미하게 증가시켰다고 보고했습니다(PNAS). 이는 수면이 알츠하이머병의 주요 위험 요인인 베타-아밀로이드 플라크 형성을 억제하는 데 필수적임을 보여줍니다. 2017년 연구 역시 느린 파동 수면의 방해가 뇌척수액 내 베타-아밀로이드 수치를 증가시킨다고 확인했습니다(Brain).

상충된 결과의 조화: 폐기물의 종류가 중요하다

2025년 연구와 전통적 연구 간의 상충된 결과는 제거되는 물질의 종류에 따라 설명될 수 있습니다. 2025년 연구는 소분자 염료를 사용했으며, 이는 베타-아밀로이드 같은 큰 단백질과 다르게 작용할 가능성이 높습니다. 네더가드는 소분자가 글림프 시스템을 통해 제거되지 않을 수 있으며, 깨어 있는 상태에서의 뇌 활동이 이들의 제거를 촉진할 수 있다고 주장했습니다.

반면, 베타-아밀로이드와 타우 단백질 같은 큰 분자는 수면 중 글림프 시스템의 활성화가 필요합니다. 2019년 연구는 수면 중 뇌 세포가 수축하며 뇌척수액 흐름을 증가시켜 큰 단백질의 제거를 촉진한다고 설명했습니다(Scientific American). 따라서 뇌 청소는 단일 메커니즘이 아니라, 폐기물의 크기와 성질에 따라 수면과 깨어 있는 상태에서 다르게 작동할 수 있습니다.

이러한 구분은 신경퇴행성 질환의 맥락에서 중요합니다. 알츠하이머병 예방을 위해서는 베타-아밀로이드와 같은 큰 단백질의 제거가 핵심이며, 이는 수면에 크게 의존합니다. 반면, 소분자 폐기물은 깨어 있는 상태에서 더 효율적으로 처리될 수 있습니다.

뇌 청소율을 높이는 방법

뇌 청소율을 높이려면 수면의 질을 최적화하고 전반적인 뇌 건강을 지원하는 생활 습관을 유지하는 것이 중요합니다. 아래는 과학적 근거에 기반한 실천 방법입니다:

1. 깊은 수면 확보
   • 매일 7-9시간의 양질의 수면을 목표로 하세요. 깊은 비-REM 수면은 글림프 시스템의 기능을 극대화합니다(URMC Newsroom).
   • 침실을 어둡고 조용하며 시원하게 유지해 수면 환경을 최적화하세요.
2. 일정한 수면 스케줄 유지
   • 매일 같은 시간에 잠자리에 들고 일어나 수면 주기를 규칙적으로 유지하세요. 이는 깊은 수면의 양을 늘리는 데 도움이 됩니다.
3. 규칙적인 운동
   • 신체 활동은 수면의 질을 개선하고 뇌 폐기물 제거를 촉진할 수 있습니다. 2020년 연구는 규칙적인 운동이 뇌 건강에 긍정적인 영향을 미친다고 보고했습니다(Alzheimer's Research & Therapy).
   • 주 150분의 중간 강도 유산소 운동(예: 빠른 걷기, 수영)을 권장합니다.
4. 스트레스 관리
   • 만성 스트레스는 수면을 방해하고 뇌 건강에 부정적인 영향을 미칩니다. 명상, 요가, 심호흡 같은 스트레스 관리 기법을 실천하세요.
5. 수면 방해 요인 최소화
   • 취침 전 카페인과 알코올 섭취를 제한하세요. 이들은 수면의 질을 저하시킬 수 있습니다.
   • 2025년 연구에 따르면, 수면제인 졸피뎀(Ambien)은 뇌척수액 흐름을 방해할 수 있으므로 사용 시 주의가 필요합니다(Science).
6. 전반적인 뇌 건강 지원
   • 균형 잡힌 식단, 특히 항산화제가 풍부한 음식(예: 베리류, 녹색 잎 채소)을 섭취하세요.
   • 충분한 수분 섭취는 뇌척수액의 흐름을 원활하게 하는 데 도움이 됩니다.

글림프 시스템의 역사와 현재

글림프 시스템은 2012년 네더가드와 그녀의 팀이 처음 발견하며 뇌 청소 연구의 새로운 장을 열었습니다(URMC Newsroom). 초기 연구는 수면 중 뇌 세포가 수축하고 뇌척수액이 뇌를 통해 더 쉽게 흐르며 폐기물을 제거한다고 밝혔습니다(NPR). 2019년에는 깊은 수면이 글림프 시스템의 효율성을 높인다는 추가 증거가 제시되었습니다(Scientific American).

2025년 논란의 연구는 글림프 시스템 이론에 도전했지만, 이는 주로 소분자 제거에 초점을 맞춘 결과로, 베타-아밀로이드와 같은 큰 단백질 제거에는 적용되지 않을 가능성이 높습니다. 2025년 최신 연구는 비-REM 수면 중 노르에피네프린의 주기적 방출이 혈관 수축을 유도해 뇌척수액 흐름을 촉진한다고 밝히며, 수면의 중요성을 다시금 강조했습니다(Science).

논란과 미래 연구 방향

2025년 연구는 뇌 청소에 대한 논란을 불러일으켰으며, 이는 주로 방법론적 차이와 측정된 물질의 차이에서 비롯됩니다. 일부 연구자는 깨어 있는 상태에서의 뇌 청소 효율성을 강조하며, 운동과 활동적인 생활이 뇌 건강에 기여할 수 있다고 주장합니다(BPS Research Digest). 그러나 베타-아밀로이드 제거와 관련된 대부분의 연구는 수면의 중요성을 뒷받침합니다.

미래 연구는 인간 뇌에서의 글림프 시스템 작동을 조사하고, 다양한 폐기물의 제거 메커니즘을 명확히 하는 데 초점을 맞출 것입니다. 또한, 수면의 질을 개선하거나 글림프 기능을 직접 향상시키는 치료법 개발이 신경퇴행성 질환 예방에 기여할 가능성이 있습니다.

결론

수면과 뇌 청소의 관계는 복잡하며, 최신 연구는 이 과정이 단일 메커니즘으로 설명되지 않을 수 있음을 보여줍니다. 소분자는 깨어 있는 상태에서 더 효율적으로 제거될 수 있지만, 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환과 관련된 큰 단백질은 수면에 크게 의존합니다. 깊은 수면, 규칙적인 운동, 스트레스 관리, 건강한 생활 습관은 뇌를 깨끗하게 유지하는 데 필수적입니다.

뇌 청소에 대한 이해는 신경과학의 중요한 과제이며, 이는 우리의 뇌 건강과 장기적인 인지 기능을 지키는 열쇠입니다. 과학이 이 복잡한 퍼즐을 계속 풀어나가는 동안, 양질의 수면과 건강한 생활을 우선순위에 두는 것이 최선의 선택입니다.