수면이 당신을 똑똑하게 만드는 방법

많은 미국인들은 잠을 게으름과 동일시하며 부정적인 시각을 갖고 있습니다. 하지만 세계적인 수면 전문가 중 한 명은 이러한 인식이 인간관계와 문제 해결 능력에 악영향을 미친다고 지적합니다.

우리는 인생의 거의 3분의 1을 잠자는 데 보내며, 다른 어떤 활동보다 수면에 더 많은 시간을 할애합니다. 어떤 사람들은 숙면을 취하는 축복을 받았지만, 어떤 사람들은 불면증이나 수면 장애로 고통받습니다. 하지만 최근까지 과학자들은 수면의 목적이나 수면이 뇌와 일상 기능에 미치는 영향에 대해 거의 알지 못했습니다.

맷 워커는 UC 버클리 심리학과 부교수이자 수면 및 신경영상 연구소 의 책임 연구원입니다.

기능적 자기공명영상(fMRI)의 등장으로 과학자들은 이제 우리 머릿속을 들여다보고 숙면이 신경 활동에 어떤 영향을 미치는지 관찰할 수 있게 되었습니다. 이러한 연구를 주도하는 인물 중 한 명은 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 신경과학자이자 심리학자인 매튜 워커 박사입니다. 워커 박사는 수면 연구실을 운영하며 수면과 기억, 학습, 감정 사이의 관계를 연구해 왔습니다.

최근 워커 씨와 그의 연구, 그리고 그 연구가 수면 부족에 시달리는 사람들에게 어떤 의미를 갖는지에 대해 이야기를 나눴습니다.

질 서티: 수면의 기능은 무엇인가요?

맷 워커: 우리가 잠을 자는 이유는 단 하나가 아닙니다. 지난 40~50년간 수면 연구 분야의 한계점 중 하나는 수면의 단 하나의 궁극적인 기능만을 찾으려 했다는 점입니다. 이제 우리는 수면이 뇌와 신체의 다양한 기능을 위해 필수적이라는 것을 깨달았습니다.

JS: 수면과 감정 사이의 관계는 어떻게 연구하나요?

MW: 저희는 두 가지 방식으로 접근합니다. 하나는 수면 부족으로 인해 수면이 줄어들었을 때 발생하는 부정적인 영향을 살펴보는 것이고, 다른 하나는 수면의 이점, 특히 수면의 여러 단계나 유형이 감정 조절에 어떤 영향을 미치는지 살펴보는 것입니다. 수면량을 조절하여 감정 및 정신 건강에 미치는 영향을 분석하는 것이죠.

JS: 그렇다면 수면은 감정 조절에 어떤 영향을 미칠까요?

MW: 먼저 박탈 상황부터 살펴보겠습니다.

수면 부족은 특정 심부 감정 중추, 즉 공격성과 공포를 담당하는 편도체와 보상 및 긍정적 감정과 관련된 선조체와 같은 영역들이 감정적 사건에 대해 과도하게 반응하게 만듭니다. 이러한 심부 뇌 영역들이 이처럼 민감해지는 이유는 전두엽 피질과의 연결이 끊어지기 때문입니다. 전두엽 피질은 이러한 심부 감정 뇌 영역을 조절하는 역할을 하며, 상향식으로 이들을 제어하는 ​​데 매우 효과적입니다. 자동차에 비유하자면, 편도체는 감정의 가속 페달이고 전두엽 피질은 감정의 브레이크라고 할 수 있습니다.

충분한 수면을 취한 사람들은 뇌 심부와 전두엽 피질 사이의 연결이 새롭게 회복됩니다. 그 결과, 전두엽은 사회적으로 적절하고 심리적으로 통제된 방식으로 감정적인 편도체를 조절할 수 있게 됩니다. 수면 부족 상태에서는 전두엽과 편도체 사이의 연결이 끊어져 감정적으로 과도하게 반응하게 됩니다. 이러한 두 구조 사이의 연결 손실은 MRI 스캔을 통해 확인할 수 있으며, 충분한 수면을 취했을 때는 그 효과가 역전되는 것을 볼 수 있습니다.

JS: 그렇다면 수면 부족이 인간관계에 악영향을 미치는 건가요?

MW: 사회적으로 적절한 반응과 절제된 감정적 대처는 타인과의 협력 및 상호작용에 필수적이므로, 수면 부족은 이러한 과정에 영향을 미칠 가능성이 있습니다.

또한, 전두엽과 심층적인 감정 중추 사이의 연결 단절 양상은 외상 후 스트레스 장애(PTSD) 및 우울증과 같은 여러 정신 질환의 징후일 수 있다는 점을 말씀드리고 싶습니다.

놀라운 점은 이러한 정신 질환들이 수면 이상과 도 동반된다는 것입니다. 지금까지는 정신 질환이 수면 이상을 유발한다고 여겨졌지만, 이제는 오히려 수면 문제가 정신 질환에도 상당한 영향을 미친다는 사실을 깨닫기 시작했습니다.

JS: 수면 문제가 정신병리를 유발하는 것이지, 그 반대가 아니라는 것을 어떻게 아셨나요?

MW: 생물학에서 상호작용이 일방적인 경우는 거의 없습니다. 많은 부분이 양방향으로 작용하는 것 같고, 수면과 정신 질환의 경우에도 마찬가지일 거라고 생각합니다. 하지만 그 양방향 도로에서 교통 흐름이 한쪽 방향으로 더 치우쳐 있을 수도 있습니다.

그걸 검증해 볼 수 있을까요? 윤리적인 논란이 있긴 하지만, 예를 들어 일부 연구자들은 조울증 환자들을 대상으로 실험실에서 인위적으로 수면 부족 상태를 만들었습니다. 그 결과, 조증 삽화가 유발되는 것을 확인했습니다. 이는 수면 부족이 특정 정신 질환을 유발하는 인과적 요인으로 작용할 수 있음을 보여줍니다.

JS: 그렇다면 수면제를 주는 것처럼 사람들이 더 잘 자도록 돕는 것이 정신 질환 증상을 줄일 수 있다는 뜻인가요?

MW: 여기 [UC 버클리] 심리학과에 계신 앨리슨 하비 교수님도 말씀하신 것처럼 약물이 아닌 행동 치료를 통해 수면을 개선하는 연구를 진행해 오셨습니다. 하비 교수님의 놀라운 연구는 다양한 심각한 정신 질환에서 수면을 회복하고 정상화하면 임상적으로 매우 유의미한 개선을 볼 수 있다는 것을 분명히 보여주었습니다.

JS: 수면 부족이 뇌의 보상 센터와 편도체의 반응성을 증가시킨다고 말씀하셨는데, 이는 긍정적인 감정 자극에서 더 큰 즐거움을 느끼게 된다는 뜻이군요. 그렇다면 수면 부족이 오히려 긍정적인 효과를 가져올 수도 있다는 것처럼 들리네요.

MW: 직관에 반하는 것처럼 보이네요.

수면 부족에 대한 일화들을 살펴보면, 수면 부족으로 인해 심한 어지럼증을 느끼는 사람들이 있습니다. 처음에는 좋은 현상처럼 들릴 수 있지만, 실제로는 매우 부적응적인 현상입니다. 첫째, 뇌가 긍정적이든 부정적이든 극단적으로 감정의 변화를 겪는다는 것은 자신의 반응을 제대로 통제하지 못하고 사회적으로 부적절한 행동을 할 가능성이 높다는 것을 의미합니다. 둘째, 긍정적인 감정 쪽으로 더 강하게 치우치는 것은 위험합니다. 이는 위험 감수 행동이나 중독으로 이어질 수 있기 때문입니다.

JS: 그러니까, 잠을 제대로 못 자면 감정 반응에 영향을 미친다는 거죠. 그럼 숙면을 취하면 감정적으로 어떻게 도움이 될까요?

MW: 수면이 주는 정서적 이점 중 상당수는 전날 겪었던 힘든 감정적 경험으로 인한 고통을 완화하거나, 다음 날 닥칠 감정적 어려움에 대한 반응성을 조절하는 데 도움을 주는 것과 관련이 있습니다. 수면은 심지어 사람들의 얼굴에서 다양한 감정을 더욱 정확하게 인식하는 능력까지 향상시켜 줍니다. 이러한 이점들이 REM 수면이라고 불리는 특정한 유형의 수면에서 비롯된다는 사실을 우리는 최근에 발견했습니다.

REM 수면의 놀라운 점은 24시간 중 뇌에 스트레스 관련 신경화학물질, 특히 노르에피네프린이라는 물질이 전혀 없는 유일한 시간이라는 것입니다. REM 수면 동안 뇌는 감정적이고 문제가 되는 기억들을 재활성화하여 반성적 꿈을 통해 다시 떠올린다고 여겨지는데, REM 수면의 독특한 점은 이러한 과정이 스트레스 관련 화학물질이 없는 안전한 환경에서 일어난다는 것입니다.

그러므로 마치 진정 연고를 바르듯, 그러한 감정적인 기억의 날카로운 모서리를 무디게 만들 수 있습니다. 그러면 다음 날 아침에는 기분이 훨씬 나아지고 이전 경험에 대해 덜 감정적으로 느끼게 됩니다. 말 그대로 하룻밤 사이에 치료 효과를 보는 셈입니다.

JS: 수면과 학습은 어떤 관계가 있나요?

MW: 수면은 세 가지 방식으로 학습과 기억에 중요한 역할을 하는 것으로 보입니다.

학습 전에 충분한 수면을 취하는 것이 뇌를 준비시켜 다음 날 새로운 정보를 흡수하고 학습할 수 있도록 하는 데 필수적이라는 사실을 발견했습니다. 비렘수면 중에는 수면 방추파라고 불리는 짧고 강렬한 전기 활동이 발생하는데, 이는 뇌가 해마에 있는 단기 기억 저장소에서 대뇌 피질에 있는 장기 기억 저장소로 정보를 이동시키는 데 도움을 준다고 생각합니다. 결과적으로, 매일 아침 잠에서 깨어날 때 새로운 학습 능력을 새롭게 갖추게 되는 것입니다.

그러므로 학습 전 수면은 매우 중요하지만, 학습 후에도 수면이 필요합니다. 새로운 정보를 뇌의 신경 구조에 확실히 각인시키기 위해서죠. 이때 다른 유형의 전기 활동이 작용하는데, 바로 서파 수면입니다. 서파 수면은 렘수면보다 더 깊은 수면 단계로, 최근에 학습한 내용을 강화하여 잊어버리지 않도록 도와줍니다. 마치 방금 작성한 워드 문서를 저장 버튼을 누르는 것과 같습니다.

최근 들어 우리는 수면이 학습에 추가적인 이점을 제공한다는 사실을 알게 되었습니다. 수면은 우리가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 지능적입니다. 수면은 개별 정보를 저장하고 보호할 뿐만 아니라, 새로운 정보들을 지능적으로 연결할 수 있습니다. 그 결과, 우리는 공통점을 찾아내고 전날 겪었던 문제에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다.

JS: 그에 대한 증거는 무엇입니까?

MW: 저희는 이를 검증하기 위해 다양한 실험을 진행합니다. 예를 들어, 방대한 정보 속에 숨겨진 규칙이 있는 과제들을 활용하기도 합니다. 또한, 피험자들이 매우 어렵고 지루한 수학 문제를 풀도록 하는 기발한 실험도 진행합니다. 피험자들은 수백 개의 문제를 풀게 되는데, 각 문제는 모두 다르지만 모든 문제에 공통적으로 적용되는 숨겨진 규칙이 있습니다. 이 규칙을 알아내면 모든 문제를 훨씬 쉽게 풀고 독창적인 해답을 빠르게 도출할 수 있습니다. 저희 연구 결과에 따르면, 수면은 이 숨겨진 규칙을 알아낼 확률을 세 배 이상 높여줍니다. 수면은 우리가 이전에 직면했던 문제와 어려움에 대한 창의적인 통찰력을 불어넣어 주는 것 같습니다.

JS: 수면에는 여러 가지 이점이 있습니다. 하지만 대부분의 사람들은 잠을 많이 자지 않아도 되는 사람들을 존경하죠. 예를 들어 빌 클린턴 같은 사람처럼요.

MW: 우리 사회는 충분한 수면을 게으름과 동일시하는 단계에 이르렀습니다. 이는 정말 끔찍한 일입니다. 이상한 점은 우리가 항상 그렇게 생각하지는 않는다는 것입니다. 낮잠을 자는 아기를 생각해 보세요. 아무도 아기를 보고 "정말 게으른 아기네"라고 말하지 않습니다. 우리는 그 시기에 수면이 절대적으로 중요하다는 것을 알고 있기 때문입니다.

우리 사회는 수면이 필수적이고 유익하다는 개념을 버렸습니다. 오히려 우리는 적은 수면 시간을 자랑스럽게 여기기까지 합니다. 공중 보건의 위기라는 관점에서 볼 때, 수면 문제는 50년 전 흡연 문제와 비슷한 상황입니다. 수면 부족이 얼마나 해로운지 알 수 있는 과학적 근거는 충분하지만, 과학자들은 아직 일반 대중의 인식을 바꿔 공중 보건 정책을 변화시키지 못했습니다. 하지만 저는 이러한 상황이 곧 바뀔 것이라고 희망합니다.

JS: 우리는 왜 그렇게 많이 자야 할까요? 진화론에 어긋나는 것 같은데요.

MW: 잠에 대해 생각해 보면, 진화론적 관점에서 볼 때 잠자는 행위는 가장 어리석은 짓처럼 보입니다. 포식자에게 노출될 위험이 있고, 짝을 찾지도 못하고, 번식도 하지 못하고, 영양분을 섭취하지도 못하고, 사회적 교류도 하지 못하죠. 잠을 자는 건 정말 바보 같은 짓처럼 보일 겁니다.

하지만 수면은 지금까지 우리가 연구해 온 모든 종에서 나타나는 현상입니다. 이는 수면이 진화 과정의 모든 단계를 꿋꿋이 헤쳐나왔다는 것을 의미합니다. 만약 이것이 사실이라면, 수면은 분명히 어떤 필수적인 기능을 수행하고 있을 것입니다.

그리고 그것이 바로 우리가 발견한 사실입니다. 우리 삶의 3분의 1을 수면에 할애해야 하는 이유는 수면이 놀라울 정도로 광범위한 다양한 기능을 뒷받침하기 때문입니다. 뇌뿐만 아니라 신체 전체, 면역 체계, 신진대사 시스템, 심혈관 건강에도 상당한 도움이 됩니다. 실제로 뇌와 신체의 주요 조직이나 장기 중 수면의 혜택을 받지 않는 것은 없습니다.

JS: 잠을 못 잔 걸 만회할 수 있을까요?

MW: 수면은 은행과 같지 않습니다. 빚을 쌓아두고 나중에 갚을 수 있는 게 아니죠. 수면은 전적으로 필요하거나 전혀 필요하지 않은 현상입니다. 당연한 이야기지만, 진화 과정에서 수면 부족을 보충해야 하는 상황에 직면한 적이 없습니다. 인간은 의도적으로 수면을 줄이는 몇 안 되는 종 중 하나이기 때문입니다. 따라서 수면 부족을 보상할 메커니즘이나 생물학적 안전망이 발달하지 않았습니다. 수면 부족을 보충할 수 있다는 생각은 완전히 잘못된 것입니다.

JS: 연구를 하면서 가장 놀랐던 점은 무엇인가요?

MW: 제가 놀랐던 점은 충분한 수면을 취했을 때 얻는 이점의 크기와 수면 부족으로 인한 심각한 부작용이었습니다.

다른 주요 생물학적 욕구, 즉 먹고 마시는 것과 같은 것들을 고려해 보면, 하룻밤 수면 부족이 뇌와 신체에 미치는 악영향은 같은 기간 동안 음식을 섭취하지 않았을 때보다 훨씬 크다는 것이 분명합니다. 실제로 1980년대 동물 실험에서는 쥐가 수면 부족으로 죽는 속도가 음식 부족으로 죽는 속도와 거의 같다는 것이 입증되었습니다. 수면은 그만큼 필수적입니다.

JS: 수면과 관련해서 사람들에게 조언을 해주시나요?

MW: 간단히 말해서, 뇌와 신체 건강을 재충전하기 위해 매일 할 수 있는 가장 중요한 일은 바로 수면입니다. 하루에 7시간 미만으로 수면을 취하기 시작하면 생물학적, 행동적 변화가 뚜렷하게 나타나기 시작합니다.

사람들은 "4~5시간만 자도 괜찮아"라고 말할 겁니다. 하지만 수면 부족에 대한 주관적인 평가는 객관적인 상태를 제대로 예측하지 못하는 지표입니다. 마치 술에 취한 운전자가 술집에서 차 키를 집어 들고 "아니, 괜찮아. 운전해도 전혀 문제없어"라고 말하는 것과 같습니다.

JS: 이 연구가 당신의 수면에 어떤 영향을 미치나요?

MW: [웃음] 두 가지 면에서요. 첫째, 저는 제가 말하는 대로 실천하려고 노력하고, 매일 밤 7시간 반에서 8시간 정도 잠을 잡니다. 만약 그렇게 자지 못하면, 불균형을 바로 알아차릴 수 있어요.

둘째로, 이 때문에 마치 우디 앨런 영화 속 신경증 환자처럼 수면 문제에 시달리게 됩니다. 다른 시간대로 여행을 가서 밤에 잠들기 힘들 때면, 침대에 누워서 '내 뇌에서 특정 신경화학 물질이 분비되지 않고 있어, 신체의 이 부분이 제대로 휴식을 취하지 못하고 있는 거야'라고 생각하곤 합니다.

그 시점에 이르면 당신은 완전히 꼼짝없이 갇힌 겁니다. 온갖 생각에 사로잡혀 앞으로 몇 시간 동안은 잠을 제대로 잘 수 없을 거예요.