보통 사람처럼 잠을 자는 종은 △포유류 △조류 △파충류뿐이라고 생각합니다. 그러나 이외에도 사람처럼 잠을 자는 종이 있다고 하는데요. 과연 □는 무엇일까요?

□는 어류, 즉 물고기입니다. 인간을 포함한 포유류는 5단계로 잠을 자는데요. 1~2단계에서는 뇌파가 느려지면서 얕은 잠에 빠집니다. 3~4단계는 ‘델타파’라는 비교적 느리고 진폭이 큰 뇌파가 발생해 ‘델타 수면’이라는 깊은 잠에 빠지게 됩니다. 1~4단계를 통틀어 ‘비렘(non-REM) 수면’이라고 부릅니다. 5단계가 되면 ‘렘(REM) 수면’에 다다르는데요. 렘 수면은 꿈 수면이라고도 부르며 이때는 꿈을 꾸는 동시에 뇌가 다시 얕은 잠에 빠지게 됩니다. 이 때문에 렘 수면에 빠지면 호흡과 심장박동이 빨라지며 눈동자가 양쪽으로 빠르게 움직인다고 합니다. 

스탠퍼드 대학교 신경과학자 필립 무레인(Philippe Mourrain) 교수의 연구진은 제브라피쉬를 고정해 움직이지 못하게 한 다음 △뇌 활동 △심박수 △근육 △안구 활동 등을 현미경으로 관찰했습니다. 또한 연구진은 형광 단백질을 제브라피쉬 뇌에 처리해 관찰했는데요. 뉴런이 활성화되면 칼슘이 방출되는데, 형광 단백질은 녹색 빛을 내 칼슘을 검출할 수 있다고 합니다. 제브라피쉬의 몸은 투명하기 때문에 이 점을 이용해 제브라피쉬의 뇌파를 관찰할 수 있었습니다.

연구결과, 연구진은 제브라피쉬 뇌파와 인간의 수면 형태의 유사한 점을 발견했습니다. 사람은 정상적인 수면 활동에서 렘 수면과 비렘 수면이 반복되는데요. 제브라피쉬 뇌의 활성 뉴런과 비활성 뉴런의 패턴이 인간의 렘 수면과 비렘 수면을 반복하는 사이클과 유사한 반응을 보인 것이죠. 또한 사람들이 꿈꿀 때와 같은 수면이 제브라피쉬에게서도 나타났습니다. 다만 사람과 달리 제브라피쉬 눈은 조용한 상태를 유지한다고 합니다. 

잠은 인간에게 굉장히 중요한 부분이죠. 그러나 인구의 15%가 수면 장애를 겪고 있습니다. 연구진은 ‘제브라피쉬를 활용한 실험이 수면에 관한 연구와 수면장애를 치료하기 위한 신약 개발에 도움을 줄 수 있을 것’이라고 밝혔습니다. 물고기를 통해 수면에 관한 연구와 신약개발을 할 수 있다니 정말 신기하네요!