REM Sleep and Memory

렘 수면과 기억

After rapid eye movement(REM) sleep was idenified in 1953, a lively interest developed concerning a possible role of this kind of sleep in memory processes. The author reviewed studies relating REM to memory/learning. Many studies in animals and humans gave substantial evidence for relating REM sleep to memory function. The evidence supporting the position taken in this paper comes from experiments showing that : (1) learning session is followed by the significant augmentation of REM sleep : (2) REM sleep deprivation, prior to learning or immediately thereafter, impairs the formation of a permanent memory/learning : (3) there is a vulnerable period of time(eg, REM sleep "window") following succussful learning, during which REM sleep deprivation results in memory impairment : (4) theta rhythm which develops during REM sleep induces long-term potentiation in hippocampus : (5) there are some evidences providing the relationship of neurotransmitter systems to the maintenance of REM sleep and memory storage processes.

REM 수면이 학습 및 기억 과정에 관련이 있다는 증거는 많으나 아직도 향후 밝혀져야 할 부분이 많다. 학습후에는 REM 수면이 유의하게 증가한다는 주장과 증가하지 않는다는 연구결과가 있어 의견의 일치를 보이지 않고 있다. 그러나 연구 결과들을 종합하면 내용이 쉽고 단순한 학습후에는 REM 수면의 증가가 없으나 내용이 복잡하고 생소하며 정서적으로 중요한 학습후에는 유의한 REM 수면의 증가를 보인다는 점에서는 일치하고 있다. 이 결과는 Rotenberg(6)의 학습에 대한 두가지의 서로 상반된 행동양식, 즉 탐색활동과 탐색의 포기라는 관점에서의 해석과 일치한다. 아무튼 REM 수면은 장기 기억의 고정과 유지에 중요하며, 불완전한 학습은 REM 수면의 증가를 자극하는 일련의 사건들은 가동시키고 이는 학습을 완성하는데 기여하는 것으로 보인다. 학습전, 후의 REM 수면의 박탈에 대한 연구도 REM 수면이 학습/기억 과정과 밀접히 관련됨을 시사한다. 학습전 REM 수면의 박탈에 대한 연구는 REM 수면이 장기기억에서 저장의 고정과정에 적극적으로 관여됨을 시사한다. 학습후 REM 수면의 박탈에 대한 연구는 REM 수면 "window"라는 개념을 이끌어 냈고 "window"에 해당하는 시간에 REM 수면을 박탈하면 학습장애를 초래하는데, 특히 학습 후 첫번째 나타나는 REM 수면 "window"가 학습과정에서 가장 중요함을 시사한다. REM 수면의 발생과 관련된 뇌의 전기신경생화학적인 일련의 사건들이 기억과 관련된다는 증거들이 많다. REM 수면중 발생하는 해마의 리듬과 기억의 신경생물 학적 기전에 관한 모델중 대표적인 모델인 장기증폭(long-term potentiation)의 관련성이 제안되고 있으며 REM 수면의 박탈은 중추신경계에서 단백질 합성의 장애 및 acetylcholine과 catecholamine 등의 신경 전달물질의 활성에 장애를 주고 이는 기억장애의 결과로 나타난다는 연구들이 있다. 아직도 REM 수면의 기억관련 기능은 의문점이 많다. 향후 분자생물학의 응용 및 뇌의 대사활동이 수면주기에 따라 아주 다름을 보여주는 brain metabolic mapping technique의 이용은 단백질의 합성의 수준에서 REM 수면과 기억/학습과정의 관련성에 대한 이해를 높여줄 것이다.