수면은 많은 동물에 필수적이지만, 수면중에는 무방비가 되어 버리기 때문에 큰 위험이 따른다. 왜 그렇게 위험을 무릅쓰면서 동물은 수면을 취하지 않으면 안되는 것일까. 동물은 왜 수면을 취하는 것일까. 수세기 동안 과학자와 철학자에 의해 논의되고 있었지만, 최근 들어 겨우 기억의 축적이라는 기능이 과학적으로 표시하기 시작했다.


로체스터대학에 의해 수면중 뇌 세포 사이의 공간이 넓어지고 깨어있을 때 축적된 독성 물질을 흘리고 있는 가능성이 밝혀졌다. 이 발견은 우연히 이루어졌지만, 연구에 따르면, 수면은 뇌의 구조를 완전히 다른 상태로 변화시키고 있다고한다. 이를 통해 그린파티크라는 뇌척수액을 제어함으로써 뇌와 척수 주위의 체액에서 노폐물을 제거하는 기능을 효율화하고 있는 것 같다. 


그들은 원래 마우스의 뇌척수액에 염료를 주입 전기적 활동중인 뇌에서 어떻게 흐르고 있는지를 분석하는 연구를 하고 있었다. 그러면 마우스가 수면이나 마취에 의해 무의식 상태인 경우에는 그 흐름이 빨라지고 반대로 마우스가 깨어있을 때 거의 흐르지 않는 것을 발견했다. 연구에 따르면, 그 발견은 놀라운 일이었다고한다. 



그리고이 사실은 의식과 무의식의 상태는 각각 뇌 세포 사이의 공간에 차이가 있음을 보여주고 있다고한다. 이 설을 확인하기 위하여 그들은 마우스의 뇌으로 전극을 연결하고 뇌세포 사이의 공간을 직접 측정했다. 그러면 무의식 상태일때 뇌의 공간은 60% 상승하는 것으로 나타났다. 또한 마우스의 뇌에 알츠하이머 병과 깊은 관계가 있다고 여겨지는 베타아밀로이드를 주입한 결과, 자고있을 때 더 빨리 뇌에서 베타아밀로이드가 제거되었다. 


그린파티크에서는 뇌 세포의 일종인 glial 세포가 위축과 팽창을 반복하여 뇌척수액의 흐름을 제어하고있다. 노르아드레날린은 세포의 부피를 증가시키는 호르몬으로 알려져 있지만, 노르아드레날린의 역할을 억제하는 물질을 쥐에 준 곳 의식이 멀어지는 것과 동시에 뇌척수액의 흐름이 빨라졌다. 지금까지의 연구에 의해 뇌 세포에 독성화학물질이 축적함으로써 알츠하이머 병을 비롯한 다양한 신경 퇴행성 질환이 발생하는 것을 제안하고있다. 이번 연구는 수면에 의해 그 원인 물질을 제거하는 가능성이 제시 되었기 때문에  다양한 질환을 치료할 수있게 될 가능성이 있다