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- 잠을 자고 있는 사람들도 말에 반응, 미소를 짓거나 눈살을 찌푸린다.
- 우리가 상상했던 것보다 더 의식적으로 잠을 인지한다는 것을 시사
- 수면 장애 치료에 도움

자면서 들을 수 있나요?
수면 중 의식과 상호작용에 대한 새로운 증거

자면서 의사소통하기:
깨어 있는 것과 자는 것 사이의 경계는 오랫동안 생각했던 것보다 명백히 더 투과성이 높다. 잠을 자고 있는 사람들도 자신이 하는 말을 이해하고 잠을 자는 동안 미소를 짓거나 눈살을 찌푸리며 반응할 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 연구자들은 REM 수면과 자각몽뿐만 아니라 일시적으로만 모든 수면 단계에서 이러한 능력을 관찰했다. 이 연구는 수면과 각성의 정의를 다시 생각하게 하고 수면 과정을 더 자세히 탐구할 수 있는 새로운 방법을 제공한다. 

▲ 이 연구는 낮잠 동안 의식적인 상호작용이 적어도 단계적으로 가능하다는 것을 보여준다. 이것이 야간 수면에도 적용되는지 여부는 추가 연구를 통해 밝혀져야 할 것이다. pixabay

잠은 몸과 마음이 쉬는 시간이라고 한다. 그러면 우리는 외부 세계에 대해 눈이 멀고 귀머거리가 된 것처럼 보인다. 그런데 이전 연구에서 밝혀졌듯이, 수면과 꿈은 많은 상호작용이 가능한 매우 복잡한 과정이다. “깨어남과 수면은 안정된 상태가 아니라 의식적 순간과 명백히 무의식적 순간의 모자이크다”고 파리 피티에-살페트리에르 대학병원의 Lionel Naccache가 설명했다.

이러한 상태와 각성 상태와 수면 사이의 상호작용을 뒷받침하는 뇌 메커니즘은 부분적으로만 이해된다. 연구자들은 무엇보다도 수면 장애를 더 잘 이해하고 치료하기 위해 이를 더 정확하게 해독하려고 노력하고 있다. Naccache의 동료인 Isabelle Arnulf는 “조절 장애가 있는 경우 몽유병, 수면 마비, 환각, 밤새 잠을 못 자거나 눈을 뜨고 있는 느낌과 같은 장애와 관련될 수 있기 때문이다”고 말했다.

수면을 연구하는 새로운 방법을 찾고 있다.

각성 상태와 다양한 수면 단계를 구별하기 위해 연구자들은 일반적으로 뇌파검사(EEG)를 사용하여 측정할 수 있는 특정 뇌파와 같은 생리학적 지표를 사용한다. 그러나 뇌파가 잠자는 사람의 머리에서 일어나는 일을 항상 반영하는 것은 아니다. 때로는 그들의 인식과 진술이 모순되기도 한다. 따라서 신경과학자들은 수면-각성 차이를 결정하기 위해 더 정밀한 생리학적 측정 방법을 오랫동안 찾고 있었다.

소르본 대학의 Başak Türker가 이끄는 연구팀이 이러한 방법을 개발했다. 이전 연구에서는 잠자는 사람이 눈이 움직이고 자각몽이 일어나는 소위 REM 수면 상태에서도 깨어 있는 사람들과 소통할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 현재 연구에서 Türker와 그녀의 동료들은 이러한 결과가 다른 수면 단계와 자각몽을 경험하지 않는 사람들에게도 적용될 수 있는지 알아보고 싶었다.

듣고 웃으세요

연구진은 수면 장애가 없는 21명과 낮 동안 심한 피로를 겪는 기면증(자신의 의지와 상관없이 갑작스럽게 잠에 빠져드는 질환. 기면병(病). Narcolepsy) 환자 27명을 조사했다. 기면증 환자는 종종 비정상적으로 또렷한 꿈을 꾸고 자신이 자고 있다는 사실을 인식한다. 어떤 사람들은 의식적으로 꿈의 방향을 바꿀 수도 있다. 그러나 낮에는 유난히 쉽고 빠르게 REM 수면에 빠지기도 한다. 이러한 능력 때문에 연구팀은 수면자의 의식을 연구하기 위한 대상으로 기면증 환자를 선택했다.

실험을 위해 피험자들은 낮 동안 낮잠을 자고, 기면증 환자는 각각 20분씩 5번 잠을 잤고, 다른 피험자들은 100분 동안 밤새 잠을 잤다. 연구자들은 뇌와 심장 활동(EEG 및 EKG)뿐만 아니라 눈과 안면 근육 움직임(EOG 및 EMG)도 측정했다. 한편, 피실험자들은 인간의 목소리가 읽어주는 단어에 응답하도록 요청 받았다. 피자와 같은 실제 단어에는 세 번 눈살을 찌푸려야 하고, 디즈타(dizta)와 같은 지어낸 단어에는 세 번 웃어야 한다.

깨어난 후 참가자들은 테스트 중에 자각몽을 꿨는지, 단어를 기억했는지 보고했다. 과학자들은 이 정보를 측정된 값과 비교했다.

▲ 기면증이 있는 참가자들은 같은 날 20분씩 5번의 낮잠을 잤다. 낮잠을 잘 때마다 자극이 있는 기간(ON)과 자극이 없는 기간(OFF)이 1분마다 번갈아 가며 나타났습니다. ON 기간 동안 참가자들에게는 단어와 의사 단어가 제공되었으며 자극에 대한 반응으로 눈살을 찌푸리거나(주름근 수축) 세 번 미소를 지으라는 요청을 받았다(광대근 수축). 자극은 10초(±1초)마다 제시되었다. 각 낮잠 후에 참가자들은 (1) 꿈이 있는지, (2) 명료했는지, (3) 낮잠 중에 제시된 단어를 기억하는지 보고하도록 요청 받았다. 이 디브리핑 직후 참가자들은 강제 선택 '기존/신규' 인식 작업을 수행했다. 건강한 참가자들은 100분 동안 낮잠을 자는 것을 제외하고는 똑같은 과정을 거쳤다. (출처;관련논문 Behavioral and brain responses to verbal stimuli reveal transient periods of cognitive integration of the external world during sleep / nature neuroscience)

잠자는 사람은 말에 반응한다.

놀라운 결과:
테스트에서 자고 있는 피험자들의 대부분은 실제로 읽혀진 단어에 웃거나 찡그린 채 깨어나지 않은 채 반응했다. 평균적으로 그들은 71%의 시간 동안 올바르게 응답했으며 이는 우연의 일치를 배제했다고 연구원들은 보고했다. 흥미롭게도 단어 테스트에서는 건강한 사람들이 더 좋은 성적을 냈지만, 기면증 환자들만 이 단어 테스트를 기억했다.

따라서 잠을 잘 때 우리는 이전에 생각했던 것보다 외부 세계로부터 덜 고립되는 것 같다. 실험에서 알 수 있듯이 우리는 소리를 들을 수 있을 뿐만 아니라 소리를 처리하고 그 의미를 이해할 수도 있다. “이러한 사건은 자각몽을 꾸는 동안과 높은 의식 수준을 특징으로 하는 덜 깊은 수면 기간 더 자주 발생했다. 우리는 모든 수면 단계에서 때때로 두 그룹 모두에서 이러한 증상을 관찰했다”고 선임 저자인 Arnulf는 덧붙였다.

의식적인 수면 단계는 예측 가능

생리학적 데이터와 피험자의 보고서를 비교한 결과, 상호작용이 성공적인 단계 이전에 피험자의 뇌 활동이 가속화되고 집중적인 인지 활동과 관련된 기타 생리학적 값이 변경되는 것으로 나타났다. 이를 통해 연구자들은 잠자는 사람의 의식의 창이 열리고 주변 환경의 자극에 반응할 수 있는 순간을 예측할 수 있었다.

공동저자인 Naccache는 “낮잠을 자는 동안 자각몽을 꾼 사람들의 경우, 말에 반응하고 잠에서 깬 후 그 경험을 보고하는 능력은 특정 전기생리학적 특징으로 특징지어졌다”고 말했다. 이는 자각몽을 꾸는 사람들이 자신의 내면세계에 더 잘 접근할 수 있고 이러한 증가된 인식이 외부 세계로 확장된다는 것을 시사한다고 연구자들은 결론지었다.

이 방법으로 수면 장애를 치료할 수 있나요?

이번 연구는 주간 수면 중에 뇌에서 어떤 일이 일어나는지에 대한 증거를 제공한다. 이는 잠자는 동안에도 의식적인 상호작용이 적어도 단계적으로 가능하다는 것을 보여준다. 추가 연구를 통해 그러한 상호작용 창이 야간 수면 중에도 발생하는지, 그리고 그 빈도가 수면의 질과 관련이 있는지를 밝혀야 한다. 과학자들은 또한 특정 수면 장애가 치료될 수 있는지 또는 수면 중 표적 상호작용을 통해 학습이 더 쉬워질 수 있는지 알아보고 싶어한다.

데이터는 이미 수면이 우리가 세상을 의식적으로 인식하고 물리적으로 반응할 수 있는 활동적인 상태임을 보여준다. 이는 수면 중 학습에 대한 이전 실험에서 알 수 있듯이 잠들기 단계나 REM 수면뿐만 아니라 모든 수면 단계에 적용된다. 이는 우리가 상상했던 것보다 더 의식적으로 잠을 인지한다는 것을 시사한다고 연구진은 말했다. 따라서 이번 연구는 수면에 대한 일반적인 정의를 수정하는 데 도움이 될 수 있다.
(Nature Neuroscience, 2023, doi:10.1038/s41593-023-01449-7)
출처: Institut du Cerveau(파리 뇌 연구소), 소르본 대학

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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