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낮잠을 자는 동안 뇌는 시냅스를 정리하고 재조정한다.

낮잠이 정신을 맑게 해주는 이유
낮잠을 자는 동안 뇌는 시냅스를 정리하고 재조정한다.

짧은 낮잠이라도 정신을 맑게 해주고 집중력을 향상시키며 학습 효과를 높여준다. 최근 한 실험을 통해 그 이유가 밝혀졌다. 연구 결과에 따르면, 뇌는 낮잠과 같은 짧은 수면 시간 동안에도 신경 연결을 정리하고 재조정한다. 이는 신경 세포의 과부하를 방지하고 새로운 정보를 더 잘 받아들일 수 있도록 해준다. 지금까지는 이러한 재조정이 밤에만 일어나는 것으로 알려져 있었다. 

▲ 짧은 낮잠이라도 뇌를 재조정하고 다시 수용적인 상태로 만들어 줄 수 있다. pixabay

수면은 신체 건강뿐 아니라 뇌에도 규칙적인 휴식이 필요하다. 잠자는 동안 뇌는 노폐물을 배출하고, 낮 동안 학습한 내용을 정리하며, 장기 기억에 정보를 저장한다. 동시에 뇌는 다음 날을 준비한다. 뇌세포 사이의 연결인 시냅스를 미세하게 줄이고 얇게 만들어 재조정하는 것입니다. 이러한 과정을 통해서만 뇌는 새로운 자극을 처리할 수 있다.

그 이유는 다음과 같다. 이러한 지속적인 재조정이 없다면 우리 뇌는 금방 과부하 상태에 빠지게 된다. 제네바 대학교의 크리스토퍼 페헤르(Kristoffer Fehér)와 그의 동료들은 "끊임없이 증가하는 시냅스 강도와 그에 따른 더 큰 공간 요구량 및 속도는 결국 과포화를 초래한다"고 설명했다. 그 결과, 신경 연결은 학습된 정보에 대해 더 가소적으로 반응할 수 없게 되고, 뇌는 사실상 새로운 정보를 흡수하지 못하게 된다. 수면 중 일어나는 "정리" 과정이 이러한 현상을 방지한다.

▲ 연구 설계. 참가자들은 적응 낮잠 후 각성 또는 수면 기간(순서 균형 조정)을 포함하는 두 번의 실험 세션으로 구성된 반복 측정 프로토콜을 수행했습니다. 참가자들은 전기생리학적 수준(각성 및 수면 EEG)과 생리학적 수준(MEP)에서 특성화되었다. PAS(14분 동안 적용)가 MEP 진폭에 미치는 영향은 PAS 적용 후 최대 120분까지 6개 시점에서 평가되었다. (출처:A nap can recalibrate homeostatic and associative synaptic plasticity in the human cortex / NeuroImage / Available online 14 January 2026)

과학을 위한 낮잠

그렇다면 뇌의 시냅스 재설정을 위해서는 얼마나 많은 수면이 필요할까? 반드시 밤에 자야 할까요, 아니면 낮잠으로도 충분할까? 페헤르와 그의 연구팀은 이 문제를 연구했다. "짧은 낮잠이 시냅스 강도를 낮추고 뇌의 가소성을 회복시키는 데 충분한지 알고 싶었다"고 그들은 설명했다. 이 질문에 대한 명확한 답은 아직 나오지 않았다.

연구를 위해 연구팀은 젊고 건강한 참가자 20명을 3일 동안 오후에 실험실로 초대하여 실험을 진행했다. 첫째 날은 적응 기간으로 진행되었고, 나머지 이틀 동안 참가자들은 45분간 낮잠을 자거나 깨어 있는 상태를 유지했다. 페헤르(Fehér) 연구팀은 낮잠 전후로 뇌파검사(EEG)와 경두개 자기 자극(TMS)을 포함한 다양한 비침습적 방법을 사용해 참가자들의 뇌에서 시냅스 강도와 흥분성을 측정했다.

▲ 순 시냅스 강도 지표. A. 휴식 상태 근육(RMT)에서 역치 수준의 운동 반응을 유도하기 위한 경두개 자기 자극(TMS)의 자극 강도(최대 자극기 출력의 % )는 깨어 있는 상태에 비해 낮잠 후에 더 높았으며, 이는 깨어 있는 상태에 비해 낮잠 후에 흥분성이 낮아졌음을 나타낸다. B. 전극 C4(TMS 목표 영역에 가장 가까운 채널)에서의 깨어 있는 상태 EEG 세타 파워는 깨어 있는 세션 후에 증가했지만 낮잠 세션 후에는 증가하지 않았다. (출처:A nap can recalibrate homeostatic and associative synaptic plasticity in the human cortex / NeuroImage / Available online 14 January 2026)

낮잠 중에도 재조정이 일어난다

측정 결과, 깨어 있는 상태였던 참가자와 낮잠을 잔 참가자 사이에 차이가 나타났다. 낮잠을 잔 그룹에서는 평균 시냅스 활동이 낮잠 후 감소했는데, 이는 낮잠 동안 시냅스가 재조정되었음을 시사한다. 그 결과, 이 참가자들은 더 약한 자극에도 뇌 반응을 일으킬 수 있었다. 또한, 낮잠 후 뇌가 새로운 연결을 형성하는 능력이 향상된 것으로 나타났다.

연구진은 "이번 연구는 짧은 낮잠조차도 대뇌 피질의 재조정 과정을 촉진할 수 있음을 처음으로 입증한 것"이라고 밝혔다. 연구진에 따르면, 뇌는 짧은 낮잠을 자는 동안에도 시냅스를 정리하기 시작한다. 제네바 대학 병원의 수석 저자 크리스토프 니센(Christopf Nissen)은 "이러한 시냅스 재설정은 낮잠 중에 시작되어 새로운 정보가 뇌에 더욱 효과적으로 저장될 수 있도록 한다"고 설명했다.

▲ 채널별 연관성. A. 낮잠의 수면다원검사 매개변수(총 수면 시간 대비 수면 단계 비율)와 각성 시 뇌파 세타파 변화(시술 전후) 간의 채널별 연관성. 각성 지속 시간과 뇌파 세타파 증가 사이에 양의 연관성이 관찰되었다. B. 각성 시 뇌파 세타파 변화(시술 전후)와 PAS 후 시간 경과에 따른 운동유발전위(MEP) 진폭 변화 간의 채널별 연관성. 연관성은 PAS 후 시간을 고정 효과로 포함하는 선형 혼합 효과 모델을 사용하여 평가했다. 흰색 원은 거짓 발견율(FDR) 보정 후 채널 간 통계적으로 유의미한 연관성을 보이는 채널을 나타내고, 흰색 원은 FDR 보정 후 유의미하지 않은 효과를 나타낸다. (출처:A nap can recalibrate homeostatic and associative synaptic plasticity in the human cortex / NeuroImage / Available online 14 January 2026)

낮잠을 통한 정신 건강 증진

일상생활에서 낮잠은 특히 학습과 사고가 많은 시기에 유익할 수 있다. 낮잠은 새로운 정보를 더 잘 받아들이도록 도와주고 뇌의 과도한 자극을 방지한다. 니센은 "낮잠은 스트레스가 심한 상황에서도 집중력과 업무 능력을 유지하는 데 도움이 될 수 있다"고 말했다. 따라서 낮잠은 정신적으로 힘든 작업을 수행할 때 특히 유용할 수 있다.

프라이부르크 대학 병원의 카이 슈피겔할더(Kai Spiegelhalder)는 "이번 연구는 짧은 수면조차 정신적 회복에 얼마나 중요한지 이해하는 데 도움이 된다"며, "짧은 낮잠은 사고력을 향상시키고 집중력을 유지하며 업무를 지속하는 데 도움이 될 수 있다"고 덧붙였다.

참고: NeuroImage, 2026; doi: 10.1016/j.neuroimage.2026.121723
출처: Universitätsklinikum Freiburg

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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