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Didn't Know That

당신의 뇌가 매일 밤 청소되는 이유

2011년 · Paolicelli et al. · Science

세 줄 요약

  • 미세아교세포는 뇌의 청소부이자 정원사입니다. 쓰지 않는 시냅스를 직접 먹어 치웁니다.
  • 잠든 사이에는 다른 장치가 작동합니다. 뇌세포 사이 공간이 넓어져 노폐물이 씻겨 나갑니다.
  • 두 가지는 서로 다른 체계입니다. '밤마다 청소된다'는 쪽은 주로 후자에 해당합니다.

이야기

영상에서 다 담지 못한 근거를 논문으로 확인해 다시 풀어 썼습니다.

뇌에도 청소부가 있습니다. 다만 이야기가 흔히 알려진 것보다 조금 복잡합니다.

청소를 맡은 주체가 이고, 하는 일이 다르기 때문입니다.

정원사 — 미세아교세포

뇌 세포의 상당수는 신경세포가 아닙니다. 그중 미세아교세포(microglia) 는 면역을 담당하는 세포로, 죽은 세포와 찌꺼기를 먹어 치웁니다.

그런데 2011년, 이들이 훨씬 흥미로운 일도 한다는 것이 밝혀졌습니다.

로사 파올리첼리 연구팀은 미세아교세포가 쓰이지 않는 시냅스를 직접 삼키는 장면을 관찰했습니다. 신경세포 사이의 연결 중 활동이 적은 것을 골라 제거하는 겁니다.

더 중요한 건 그다음입니다. 이 기능이 제대로 작동하지 않게 만들자, 시냅스가 과하게 남아 뇌 회로가 정상적으로 성숙하지 못했습니다.1

청소부라기보다 가지치기하는 정원사에 가깝습니다. 덜어내는 일이 곧 다듬는 일이라는 뜻이죠.

배수 시설 — 잠든 사이의 물길

’밤마다 청소된다’는 이야기의 출처는 다른 연구입니다.

2013년 셰루루 연구팀은 잠든 쥐의 뇌를 관찰하다 놀라운 것을 발견했습니다. 잠들면 뇌세포 사이의 공간이 넓어졌습니다. 그러자 뇌척수액이 조직 사이로 훨씬 잘 흘러 들어갔고, 노폐물이 씻겨 나가는 속도가 깨어 있을 때보다 빨라졌습니다.

씻겨 나간 물질 중에는 알츠하이머병과 관련이 거론되는 아밀로이드 베타도 있었습니다.2

짚어둘 것

영상에서는 이 두 가지를 미세아교세포 하나로 묶어 설명했는데, 정확히는 다른 체계입니다.

  • 미세아교세포: 세포가 직접 먹어서 없앤다. 시냅스 가지치기와 찌꺼기 제거.
  • 수면 중 배출: 세포 사이 공간이 넓어져 액체가 노폐물을 씻어낸다.

둘은 연결돼 있지만 같은 것은 아닙니다.

그리고 2013년 연구는 쥐 실험입니다. 사람에게 같은 방식으로 적용되는지, 이 배출 경로가 정확히 어떻게 작동하는지는 지금도 활발히 논쟁 중입니다. 수면 부족이 치매의 원인이라는 결론은 이 연구만으로 내릴 수 없습니다.

그래서 무엇이 남는가

뇌는 쌓기만 하는 기관이 아닙니다. 덜어내는 일에 그만큼의 공을 들입니다.

무엇을 지울지 고르는 일이 무엇을 배울지 고르는 일만큼 중요하다는 것 — 뇌는 그걸 오래전부터 알고 있었던 셈입니다.

근거

  1. 1

    Paolicelli, R. C., Bolasco, G., Pagani, F., et al. (2011). Synaptic pruning by microglia is necessary for normal brain development. Science, 333(6048), 1456–1458.

    미세아교세포가 시냅스를 직접 제거하며, 이 과정이 정상 발달에 필요하다는 것을 보인 연구입니다.

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  2. 2

    Xie, L., Kang, H., Xu, Q., et al. (2013). Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science, 342(6156), 373–377.

    잠든 쥐의 뇌에서 세포 사이 공간이 넓어지고 노폐물 배출이 빨라진다는 것을 관찰한 연구입니다.

    원문 보기 ↗