3. 수면 주기
가. 수면 주기별 설명
대표적인 하룻밤 수면은 비렘과 렘주기에 걸쳐 안구 움직임과 생리적 기능, 음경 발기 등 규칙적인 주기를 포함하고 있다. 전체 수면 시간의 대략 75%는 비렘으로 보내고 25%는 렘으로 보내는데 하룻밤 동안 이러한 상태들이 주기적으로 반복한다. 비렘 수면은 일반적으로 네 가지 분명한 단계로 구분된다. 정상적인 수면 동안, 비렘 수면의 단계들을 미끄러지다가 렘 단계로 들어가고, 그 다음 다시 비렘 단계로 돌아오면서 매 90분마다 주기를 반복한다. 이를 하루 이내 리듬(ultradian rhythms)의 예인데, 이 리듬은 일주기 리듬보다 빠른 주기를 갖는다.
1) 렘수면
렘수면(REM)이란, 'Rapid eye movement sleep'의 약자로, 급속 안구 운동 수면을 지칭하는 단어이다.
렘수면은 몸은 자고 있지만 뇌는 깨어 있는 것에 가까운 얕은 수면이며, 성인의 경우 총 수면의 약 20~25%, 4회~6회 발생한다. 또한, 우리가 꾸는 꿈은 모두 렘수면 단계에서 이루어진다.
2) 1단계[세타리듬]
과도기적인 수면으로, 이때는 뇌파검사 알파 리듬의 이완된 각성이 점점 덜 규칙적이면서 약해지고, 눈은 느리게 굴러가는 움직임을 보인다. 1단계는 빨리 지나 불과 수분밖에 지속하지 않는다. 1단계는 가장 얕은 단계의 수면으로서 아주 쉽게 깨어난다는 것을 의미한다.
3) 2단계[방추파, K복합파]
2단계는 약간 더 깊어서 5~15분 가량 지속된다. 특징은 시상의 박동조율기에 의해 발생되는 수면방추파(sleep spindle)라고 하는 8~14Hz의 뇌파 진동을 때때로 포함한다. 게다가 K-복합파(K complex)라는 고진폭 예파(sharp wave)가 때때로 관찰된다. 안구 운동은 거의 정지한다.
4) 3단계[델타리듬]
뇌파는 고진폭 느린 델타 리듬을 시작한다. 비록 예외는 있지만 안구와 신체 움직임은 거의 없어진다.
5) 4단계[델타리듬]
가장 깊은 수면 단계로서 2Hz 이하의 고진폭 뇌파 리듬을 보인다. 첫 번쨰 주기 동안에 4단계는 20~40분 동안 지속된다. 그 다음 수면은 다시 얕아지기 때문에 3단계를 거쳐 10~15분 동안 2단계로 올라갔다가 갑자기 짧은 주기의 렘 수면으로 빠지면서 고속 뇌파 베타와 감마 리듬과 날카롭고 빠른 안구 운동을 하게 된다.
나. 나이대별 수면주기
우리는 흔히 매일 밤 충분히 잠을 자야 한다고 이야기 한다. 대략 7 ~ 8시간의 수면이 필요하다고 전문가들은 입을 모아 설명한다. 연구에 따르면, 정상적인 수면 요구량은 하룻밤에 5 ~ 10시간 가량으로 성인들마다 크게 다르다. 평균 수면 시간은 약 7.5시간이고, 젊은 성인은 68%의 수면 시간은 6.5 ~ 8.5 사이이다. 10대들은 충분한 수면을 취하는 것이 도전적일 것이다. 브라운대학교 매리 카스케이던의 연구에 따르면, 수면 요구량은 사춘기 전과 10대 초반 사이에 감소하지 않지만, 일주기 타이밍 메커니즘의 변화가 10대들이 저녁에 일찍 잠자는 것을 점진적으로 어렵게 만든다는 것이다. 이 과정은 고등학교로 진학해서 학교 수업이 좀 더 일찍 시작하는 것과 일치한다. 그 결과, 많은 학생들은 만성적인 수면 박탈로 건강하지 못한 상태이다. 그렇다면 나에게 가장 적절한 수면 시간은 어느 정도인가? 그 해답은 '깨어날 때의 상태이다." 눈은 뜨는 순간, 몸이 가볍고, 무겁지 않게 느껴지는 정도의 상태가 가장 적절한 수면 시간을 보냈다는 증거이다. 이처럼 적당한 수준의 각성을 유지하기 위해서는 일정량의 수면이 반드시 필요하다.
다. 잠을 자는 이유?
모든 포유동물, 조류, 파충류 등이 잠을 자는 것으로 보이지만, 오직 포유동물과 일부 조류만이 렘 단계를 거친다. 수면 시간은 말과 얼룩말이 하루 약 3시간부터 박쥐나 주머니쥐의 하루 약 18시간에 이르기까지 다양하다. 수면은 주로 뇌를 위한 것이라는 충분한 믿을만한 이유가 있다. 인지 장애는 수면 박탈 때문에 생기는 가장 즉각적인 결과이기 때문이다. 잠은 자지 않고 8시간 침대에서 휴식을 취하면 신체가 육체적인 피로에서 회복될지라도 다음 날 정신은 최선의 상태를 유지하지 못할 것이다. 수면의 기능에 대해 폭넓게 받아들여진 이론은 아직 없지만 가장 합리적인 생각은 두 범주로 구별된다.
1) 회복이론: 상식적인 설명이다. 우리는 휴식을 취해 회복하기 위해 잠을 자고 다시 깨어나기를 반복한다. 만일 수면이 회복을 위한 것이라면 과연 무엇을 회복하기 위함일까? 조용한 휴식이 수면을 대체하는 것은 아님이 분명하다. 수면은 단순히 휴식 이상의 무언가를 가지고 있다. 오랜 기간의 수면 박탈은 심각한 육체적, 행동적 문제를 야기시킨다. 불행하게도 누구도 아직까지 수면에 의해 분명하게 회복되는 특정한 생리적 과정이나 생성되는 필수적인 물질 또는 수면 중 파괴되는 독소 등을 확인하지 못했다. 수면은 우리가 다시 깨어나도록 아주 효과적으로 준비시킨다. 그러나 수면이 음식을 먹고 수분을 섭취하는 것과 똑같은 방식으로 필수 물질을 교체하거나 상처를 치료하여 손상된 조직이 고쳐지는 방식으로 우리를 새롭게 하는가? 대개 수면은 육체를 위해 조직 회복을 증가시키는 시간이 아니라는 증거가 있다. 그러나 대뇌피질과 같은 뇌 영역은 오직 비렘 수면 동안에만 어떤 형태의 필수적인 휴식을 취한다는 것이 확인됐다.
2) 적응이론: 좀 덜 명확하다. 우리는 어려움로부터 자신을 지키기 위해 또는 우리가 가장 약할 때 침입자나 주변의 해로운 것으로부터 숨기 위해 에너지를 비축하기 위한 잠을 잔다. 큰 동물은 작은 동물을 잡아먹는다. 올빼미의 영역에서는 다람쥐가 달밤에 돌아다니는 것은 위험하다. 그렇기에 다람쥐가 취하는 가장 좋은 전략은 밤 동안 지하 굴 속에 안전히 숨어 지내는 것일지 모른다. 그렇기에 수면은 이런 고립을 강화하기에 좋은 방법이다. 동시에 에너지 보존을 위한 적응이 될 수도 있다. 자고 있는 동안 신체는 단지 살아 남기 충분할 정도만 일하고, 체온을 떨어뜨리고, 체온 조절은 약화되고, 칼로리 사용률만 낮게 유지된다.
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