해마가 학습이나 기억에 관여하고 있는 것은 옛부터 알려져 있다.그러나, 신경 세포에는 한계가 있기 때문에, 어느 레벨에 도달하면 거기서 포화해, 그 이상의 기억을 할 수 없게 되어 버린다.그 때문에 어떠한 「쿨다운」의 기구가 해마에 갖춰질 것으로 예상되어 왔다.
도쿄대학의 연구그룹은 해마에서 발생하는 'sharp wave ripple(이하, SWR)'이라는 뇌파가 수면 중에 뉴런 간의 연결을 약화시켜 뇌회로를 쿨다운시키는 것을 발견했다.
연구 그룹은 먼저 수면중인 마우스와 뉴런 사이의 연결 강도를 나타내는 흥분성 후 시냅스 필드 전위 (field excitatory postsynaptic potential, fEPSP)를 기록했다.그러자 수면 경과와 함께 fEPSP의 감약이 보였고, 수면 중에는 뉴런 간의 연결이 자연스럽게 약해지는 것이 확인되었다.
이어서, 수면 중에 발생하는 SWR을 저해하는 실험을 행했는데, fEPSP의 감약은 관찰되지 않았다.즉, SWR이 수면 중에 해마의 뉴런 사이의 연결을 약화시켜 해마의 신경회로를 쿨 다운하고 있는 것이 밝혀졌다. SWR을 7시간 동안 억제한 마우스는 뇌회로의 흥분성이 높은 채로 충분한 수면을 취하고 있음에도 불구하고 잠 부족과 같은 상태가 되었다고 한다.
또한 기억과 관련된 뉴런과 그렇지 않은 뉴런을 구별 할 수있는 유전자 변형 마우스를 사용하여 SWR이 발생했을 때 뉴런의 활동을 관찰했다.그러자 수면 직전의 기억에 관해서 '없다' 뉴런의 활동만이 약해지고 있는 것으로 나타났다.즉, SWR은 기억과 관련이 없는 뉴런의 연결만을 약화시키고 있어, 수면중에 효율적으로 기억이 정리되고 있는 것으로 추찰되었다.
본 성과는 '생물은 왜 자는가'라는 근원적인 질문에 하나의 명확한 답을 제시하는 것이라고 할 수 있다.
