도파민 주사, 수면 장애 해결 가능할까?

2022년 3월 4일 Science에서 연구원들은 도파민의 급격한 증가는 쥐를 꿈꾸는 수면 단계로 전환한다는 것을 보고했다. 정확히는 설치류의 뇌에서 화학 메신저가 빠른 안구 운동 수면(REM)을 유발한다고 한다.

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렘수면과 비렘수면의 관계
밤에 잠을 자는 동안 사람과 동물은 비렘수면이라고 하는 단계와 일반적으로 생생한 꿈을 꾸는 수면 단계인 렘수면 사이를 순환한다. 하버드 의과대학의 신경학자 Thomas Scammell 연구원은 이러한 전환의 원인이 신비하다고 한다. 이 순환을 변화시킬 수 있는 촉발제를 보여주면 궁극적으로 사람들의 수면 장애를 치료하는 방법이 될 수 있기 때문이다.

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도파민 이동 경로
복부 피개 영역이라고 하는 쥐 뇌의 일부에 있는 특정 신경 세포는 무엇보다도 쾌락, 운동 및 학습과 관련된 분자인 도파민을 생성시킬 수 있다. 이 세포는 감정과 밀접하게 연결된 뇌 깊숙이 있는 두 개의 아몬드 모양 구조인 편도체에 도파민을 전달할 수 있다. 도파민이 언제 어디서 방출되는지 정확히 알 수 있는 분자 센서를 사용하여 일본 쓰쿠바 대학의 신경과학자 사쿠라이 다케시와 동료들은 쥐가 비렘수면에서 렘수면으로 전환되기 직전에 편도체에서 도파민 수치가 상승하는 것을 관찰했다.
다음으로 연구원들은 레이저와 유전 기술을 사용하여 도파민을 생성하는 신경 세포를 제어함으로써 쥐를 렘수면 단계로 만들었다. 이 방법을 광유전학이라고 한다. 빛의 영향을 받아 신경 세포는 편도체에서 도파민을 방출했으며 쥐는 비렘수면에 있었다. 그런 다음 도파민을 분비하도록 유도하지 않은 쥐의 경우 렘수면으로 전환되는데 8분이었던 것과 비교하면 평균 약 2분 후에 마우스는 평소보다 더 빨리 렘수면으로 전화했다고 한다. 30분마다 이 세포를 자극하면 쥐의 총 렘 수면량이 증가했다.

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실험 결과
쥐에서 렘수면에 대한 트리거를 명확히 하는 데 도움이 된다. 유사한 일이 사람들에게 발생하는지 여부는 아직 알려지지 않았다. 연구원들은 초기 연구에서 사람들의 편도체에 있는 신경 세포가 렘수면 중에 활동한다는 사실이 밝혀져 뇌 구조의 역할을 암시한다고 말한다.

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추가 문제
사람들의 도파민 수치를 변화시키는 약물은 렘수면과 기면증에 큰 영향을 미치지 않는 것 같다고 연구원들은 말했다. 그러나 이러한 약물은 뇌 전체에 영향을 미치며 원하는 결과 선택성이 충분하지 않다고 주장한다. 쥐의 수면 순환을 알아내기는 했지만 사람에게 어떻게 해석될 수 있는가? 더 연구해야 할 과제이다.

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추가 실험

근육긴장의 갑작스러운 손실은 렘수면과 특징을 공유하면 기면증을 동반할 수도 있다고 한다. 하지만 쥐가 깨어 있는 동안 도파민 생성 신경 세포를 자극하면 쥐가 움직이지 않고 곧바로 렘수면에 빠지게 된다고 한다.