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- 실험을 위해 35명의 젊은 성인에게 간단한 반응 테스트를 실시
- 우리는 숨을 내쉴 때 더 빠르게 반응한다.
- 피험자의 가장 빠른 반응과 가장 느린 반응의 차이는 불과 40밀리초에 불과
- 단 몇십 밀리초의 차이가 교통사고를 피하듯이 사람의 삶에 결정적인 영향 미칠 수 있다.
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호흡 리듬이 반응 시간에 미치는 영향

호흡 리듬에 맞춰 반응하기:
한 실험에서 밝혀진 바와 같이, 우리의 호흡은 반응 속도에 영향을 미친다. 새로운 자극에 대한 반응 시간은 숨을 내쉴 때 가장 짧다. 숨을 들이쉴 때와 비교하면 불과 몇 밀리초 차이에 불과하지만, 자동차 사고나 운동 경기와 같은 상황에서는 이 작은 차이조차 결정적인 역할을 할 수 있다. 

▲ 한 연구에 따르면 우리는 숨을 내쉴 때 더 빠르게 반응한다.

숨을 들이쉬고 내쉬면서 우리는 몸과 뇌에 산소를 공급한다. 하지만 이러한 기본적인 기능 외에도 호흡과 뇌는 밀접하게 연결되어 있다. 이전 연구들은 우리의 신경 활동이 호흡과 동기화된다는 것을 이미 보여주었다. 어떤 작업은 숨을 들이쉴 때 더 잘 수행되고, 어떤 작업은 숨을 내쉴 때 더 잘 수행된다.

다양한 호흡 단계에서의 반응 테스트

일리노이주 노스웨스턴 대학교의 에리카 야마자키(Erika Yamazaki) 연구팀은 이를 더욱 자세히 조사했다. 실험을 위해 35명의 젊은 성인에게 간단한 반응 테스트를 실시했다. 참가자들은 화면에 나타난 빨간색 사각형을 보고, 사각형이 노란색으로 변할 때마다 버튼을 누르도록 지시받았다. 야마자키 연구팀은 반응 시간을 측정하는 동시에 각 피험자가 어떤 호흡 단계에 있었는지 기록했니다.

연구팀은 "반응 속도가 호흡 단계에 따라 달라지는 것을 발견했다"고 보고하며, "들이마시는 단계보다 내쉬는 단계와 호흡 사이의 멈춤 시간에 반응 속도가 더 빨랐다"고 밝혔다. 이러한 결과는 여러 차례 실험을 진행해도 일관되게 나타났다. 피험자들은 잠자리에 들기 직전인 저녁, 잠에서 깨어난 아침, 그리고 짧은 낮잠 전후의 오후 등 다양한 시간에 실험을 받았다. 아침과 저녁에 진행된 실험의 반응 시간이 오후에 진행된 실험보다 일반적으로 약간 더 길었지만, 호흡 리듬과의 연관성은 변함없이 유지되었다.

▲ 실험 개요도 출처: September 28, 2026Open access Response speed is modulated by respiratory phase / iScience / A Cell Press Journal

결정적인 밀리초

연구진은 "이번 연구는 지속적인 주의 집중 상황에서 순간순간 나타나는 수행 능력의 변동에 있어 호흡이 중요한 요소임을 보여준다"고 결론지었다. 피험자의 가장 빠른 반응과 가장 느린 반응의 차이는 불과 40밀리초에 불과했지만, 야마자키 연구팀은 이 차이가 의미 있다고 판단했다.

"실험실 밖에서는 단 몇십 밀리초의 차이가 교통사고를 피하는 것과 같이 사람의 삶에 결정적인 영향을 미칠 수 있다"고 연구진은 설명했다. 엘리트 스포츠에서도 1등과 2등의 차이는 때때로 단 몇 분의 1초에 불과하다. 출발 신호와 동시에 빠르게 반응할 수 있는 최적의 호흡 단계에 있다면 귀중한 몇 밀리초를 벌 수 있다.

과제에 따른 최적화

하지만 모든 과제에 있어 날숨 단계가 최적의 상태는 아니다. "감정 인식, 시공간 추론, 기억과 같은 더 복잡한 과제를 조사한 이전 연구에서는 들숨 단계에서 최상의 수행 능력을 보였는데, 이는 뇌 영역 간 및 영역 내 기능적 연결성이 더 강하기 때문으로 설명된다"고 연구진은 밝혔다.

연구진의 관점에서 이러한 결과는 우리 뇌가 호흡 단계에 따라 서로 다른 과제에 최적화되어 있음을 시사한다. 주의 집중과 외부 자극에 대한 빠른 운동 반응에는 날숨 단계가 최적이다. "반대로 들숨 단계는 외부 자극과 내부 표상을 통합해야 하는 인지 과제에 유리할 수 있다"고 연구팀은 덧붙였다.

출처: Erika Yamazaki(Northwestern University, Evanston, Illinois) et al., iScience, doi: 10.1016/j.isci.2026.117535

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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