수면

 

What is Sleep... and why do we do it?

우리는 하루 8시간, 일주일 56시간, 한달 240시간 그리고 1년에 2920시간을 자는데 허비한다. 우리는 분명히 생애 1/3 가량을 아무것도 하지 않는데 시간을 소비하고 있는 것이다. 그러나 잠을 자는 동안 정말 아무것도 하지 않는 것일까? 물론 잠을 자는 동안 눈을 감고 있으며 근육은 이완되어 있고 호흡은 규칙적이며 소리나 빛에 반응하지 않으므로 아무것도 하지 않는 것처럼 보일 수 있다. 하지만 우리 뇌에서는 전혀 다른 상황이 벌어지고 있다. 우리가 잠을 자는 동안 뇌는 매우 활발하게 움직이고 있는 것이다. 즉, 자는 것처럼 보이지만 실제로는 무엇인가 하고 있는 것이다!과학자들은 자는 동안 뇌의 활동을 측정하기 위해서 전극을 두피에 붙이고 이를 뇌활동 측정기 (electroencephalograph) 에 연겷한다. 이 기계를 이용하여 측정한 기록이 바로 뇌파 (encephalogram , EEG)이다.

수면의 단계 매일 밤, 잠을 자는 동안 규칙적인 주기로 수면을 섭취한다. 이러한 EEG 패턴은 수면 한주기동안 여러가지 예측가능한 방식으로 변화한다. 수면에는 rapid eye movement (REM) sleep 와 non-rapid REM (NREM) sleep 크게 2가지 형태가 있다. 이다. ( REM 수면은 "paradoxical sleep."으로 불리기도 한다. ) 영유아의 경우 수면시간의 반은 REM 수면, 나머지 반은 NREM 수면이다. 그리고 성인의 경우는 REM 수면 20%, NREM 수면 80%로 이루어져 있다. 나이가 더 들면 REM 수면은 전체 수면의 15%로 더 줄어든다.

이러한 선들이 의미하는 것, EEG (electroencephalogram)는 뇌의 활동 기록이다. 또한 EMG (electromyogram)는 근육 운동을 기록하며 EOG (electroculogram)는 안구 운동을 기록한다. 우리는 걷고 있는 동안, REM 수면동안, NREM 수면동안 EEG, EMG, EOG의 차이가 있음을 쉽게 알 수 있다.

 

REM Sleep

REM 수면동안 우리는 꿈을 꾼다. 그동안 사람의 눈은 앞뒤로 빠르게 움직인다. 수면학자들은 REM 수면동안 깨어나는 사람들을 통해 이를 알게 되었다. REM 수면중에 있던 사람들이 깨어나면 그들은 꿈을 꾸고 있었다고 하였다. REM 수면동안 EEG 패턴은 깨어있을때의 그것과 같다. 그러나 REM 수면동안 근육 운동은 제한적이고 이는 꿈을 꾸는 동안 우리의 행동을 제한다. 이말인 즉슨, 수면중 깨어 움직이는 사람들은 REM 수면중이 아님을 의미하고 이는 꿈을 밖으로 표출하는 것이 아님을 말한다.NREM 수면은 크게 4가지 단계로 나눌 수 있다. (Stage 1, Stage 2, Stage 3 and Stage 4)이들은 서로 다른 EEG 패턴을 보인다. 때때로 3단계와 4단계는 느린파 수면을 보인다. Stage EEG 속도 (Frequency) EEG 크기 (Amplitude) 각성단계 8-25 Hz Low 1 6-8 Hz Low 2 4-7 Hz Occasional "sleep spindles" Occasional "K" complexes Medium 3 1-3 Hz High 4 Less than 2 Hz High REM More than 10 Hz Low

우리가 잠을 자는 동안, 우리의 뇌는 수면 단계동안 롤러코스터와 같이 활동한다. 잠을 자면 우리는 1단계 수면단계에 들어서게 되고 몇 분후 수면 2, 3, 4 단계로 EEG가 변하게 된다. 그리고 다시 돌아가 3단계, 2단계 REM 수면으로 들어서게 된다. 이를 반복하게 되어 다음과 같은 사진에서 보이는 패턴을 보게된다. 아애 그림에서 보는 바와 같이 8시간 주기동안 약 4-5번의 단계를 주기적으로 반복하게 된다.

나이에 따른 수면 총 양과 REM 수면 양의 변화
Data from Roffwarg et al., Ontogenetic development of the human sleep-dream cycle, Science, 152:604-619, 1966
사람은 나이가 들면서 수면 패턴이 변한다. 2개의 그래프를 보면 알듯이 영유아는 더 많은 시간 잠을 자는데 소비하고 그 중 REM 수면의 비중이 크다. 예를 들면, 갓 태어난 아기는 하루의 16시간 잠을 자고 그 중 50%는 REM 수면에 해당한다. 나이가 든 사람들은 (50-85세) 하루 5.75-6시간 잠을 자며 이 중 13.8-15%이 REM 수면에 해당한다.
예상할 수 있듯이, 아이는 자라면서 보다 적은 시간동안 잠을 잔다. 아래 그래프는 나이에 따라 밤과 낮에 자는 시간이 어떻게 달라지는지 보여주고 있다. Data from Howard, B.J. and Wong, J. Sleep disorders, Pediatrics in Review, 22:327-341, 2001.

 

Did you know? 우리가 얼마나 많은 시간 잠을 자고 꿈을 꾸는지 생각해 보았나요? 사람은 보통 하루 8시간을 잔다. 이는 일생의 1/3에 해당한다. 다른말로 하면 1년 중 122일간 잠을 자는 것이다. 75세 노인의 경우 25년간 잠에 든채 살아간 것이다. 사람이외 다른 동물들의 수면 시간은 매우 다르다. . 8시간 잠을 자는 동안 우리는 거의 5번 REM 수면에 들어간다. 이 REM 수면마다 꿈을 꾼다고 가정하면 총 1825번 꿈을 꾸는 셈이다. 물론 우리는 모든 꿈을 기억하지 못한다. 하지만 75세 노인의 경우 약 136875번 꿈을 꾼 셈이다.

왜 잠을 잘까? 우리는 왜 잠을 잘까? 굉장한 시간낭비처럼 보인다. 잠을 자지 않는 다면 할 수 있는 것도 많다. 그럼에도 불구하고 수면은 필요한것처럼 보인다. 왜 잠을 자는가에 대해서는 여전히 논란중이다. 대부분의 동물들이 왜 잠을 자고 왜 필요한 것일까?대부분의 고등 동물은 일상 중 대부분 잠을 자는 것처럼 보인다. 그들은 조용히 쉬며 움직이지 않는다. 과학자들은 새와 파충류, 그리고 포유류의 수면 뇌파 패턴을 기록하였다. 하지만 곤충이나 다른 무척추동물도 잠을 자는지는 확실치 않다. 우리가 왜 자는지 아무도 확실히 모른다. 하지만 2가지 기본적인 이론은 있다 : 수면은 재구성 기능 을 갖고 있다. . 수면은 적응기능 을 갖고 있다. 수면의 재구성 과정 이 이론에 의하면 수면은 동물이 깨어 있는 동안 활동을 잘하기 위해 신체를 회복시키는 기능을 한다. 과학자들의 실험에 의하면 육체적 활동이 많은 동물일 수록 NREM 수면을 더 많이 갖는다. 또한 사람들로하여금 수면 4 단계에 진입하기 전에 NREM 수면을 박탈하면 활동하는데 매우 힘들어 하는 것을 알수 있었다. 만약 사람들에게 REM 수면을 박탈하면 깨어있는 동안 걱정스럽고 불안정한 모습을 보인다. 동물의 경우 몇일 동안 REM 수면을 박탈하면 REM rebound 과정을 거치게 되고 이는 이전 평상시보다 더 많은 시간 REM 수면을 갖게 되는 것을 의미한다. 수면 중 특히 REM 수면은 기억과 학습에 중요한 역할을 한다. . 즉, 수면은 기억에 큰 영향을 미칠 수 있는 것이다. 수면의 적응 과정 동물들은 기본적으로 자신들을 지키기 위한다. 그렇기에 수면은 발전되어 왔다. 예를 들면 몇몇 동물은 밤보다 낮에 물과 음식을 찾아다닌다. 밤이되면 동물들은 에너지를 보충하고 보이지 않는 절벽에서 뛰어내리지 않는다. 흥미로운점은 어떤 동물은 잠을 많이자고 어떤 동물은 그렇지 않다는 것이다. . 일반적으로 다른 동물의 먹잇감인 동물들이 잠을 적게 자는 경향이 있다.

Highlights from the National Sleep Foundation's 2001 수면에 대한 미국인 1004명 전화 조사: 조사자 중 63%가 기본 추천 수면 시간인 8시간보다 적게 잔다. 또한 31%는 7시간도 자지 않는다. 조사자 중 40%는 깨어있는 낮시간동안 어려움이 있다. 지난 5년간 미국인은 더 많이 깨어있고 덜 잤다. 10명 중 8명은 이렇게 말한다. 수면이 그들의 건강과 기억을 향상시킨다면 더 자고 싶다고.

당신은 알고 있었나요?

미국인의 다수가 수면장애에 시달린다는 사실을! (Statistic from Brain Facts, Society for Neuroscience, 2002) 자면서 걸어다니는 것을 우리는 몽유병이라 부르고 자면서 말하는 것을 잠꼬대라고 한다.

 

 

수면에 관한 더 많은 정보를 위해 보세요~~: National Center on Sleep Disorders Research The Science of Sleep - CBS News TalkAboutSleep.com Brain Basics - Understanding Sleep National Sleep Foundation Tossing and Turning No More: How to Get a Good Night's Sleep Insomniacs.co.uk

They said it!(수면에 관한 여러가지 말말말!- 원래 의미 변할 수 있어 번역하지 않았습니다.)

"Early to bed, and early to rise, makes a man healthy, wealthy, and wise." --- Benjamin Franklin, 1758 (in Poor Richard's Almanack)"The woods are lovely, dark and deep. But I have promises to keep, and miles to go before I sleep." --- Robert Frost, 1923 (in Stopping By Woods On A Snowy Evening) "Sleep is better than medicine." --- English Proverb "The beginning of health is sleep." --- Irish Proverb "In sleep we are all equal." --- Spanish Proverb "Disease and sleep keep far apart." --- Welsh Proverb "Dreaming of eating will not satisfy the hungry." --- African Proverb "Sleep is an acquired habit. Cells don't sleep. Fish swim in the water all night. Even a horse doesn't sleep. A man doesn't need any sleep." --- Thomas Edison, inventor "I never use an alarm clock. I can hardly wait until five a.m. In the army I always woke before reveille. I hate sleeping. It wastes time." --- Isaac Asimov, science fiction writer

 

 

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