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Why We Sleep: Unlocking the Power of Sleep and Dreams
지난주에 충분히 잤다고 생각하는지? 굳이 카페인이 없이도, 자명종이 없이도 맑은 기분으로 깨어난 적이 언제인지 떠올릴 수 있는지? 이 질문 중 어느 하나에라도 〈아니오〉라고 답한다면? 당신만 그런 것이 아니다. 모든 선진국을 통틀어서 성인 중 3분의 2는 하룻밤 권장 수면 시간인 여덟 시간을 제대로 채우지 못한다.
아마 독자는 피곤하면 먹고 싶은 욕구가 더 치솟는다는 점도 알아차렸을지 모른다. 이는 결코 우연의 일치가 아니다. 잠을 너무 적게 자면 포만감을 알리는 호르몬이 억제되고, 대신에 배가 고프다는 느낌을 일으키는 호르몬의 농도가 늘어난다.
잠에 관해 새롭게 과학적으로 밝혀진 많은 내용에 비추어볼 때, 우리는 이제 더 이상 잠이 무엇에 좋은 것인지를 물을 필요가 없다. 대신에 이제는 잠을 푹 잤을 때에도 혜택을 보지 못하는 생물학적 기능이 과연 있는지를 물어야 한다. 지금까지 나온 수천 건의 연구 결과들은 한결같이 말한다. 그런 것은 없다고.
즉 이 책은 잠의 문화적 가치를 제대로 인식시키고, 잠을 소홀히 하는 태도를 바꾸기 위해 썼다.
내가 개인적으로 잠을 사랑한다는 점도 말해 두어야겠다(물론 나만 그런 것은 아니겠지만, 나는 매일 밤 여덟 시간이라는 수면 시간을 꿋꿋하게 지킨다). 나는 잠의 모든 것과 잠이 하는 모든 일을 사랑한다. 잠에 관해 아직까지 밝혀지지 않은 모든 사항들을 발견하는 일도 사랑한다. 잠의 경이로운 특성을 대중에게 알리는 일도 사랑한다. 인류를 그토록 절실히 필요로 하는 잠과 다시 맺어 줄 모든 방법을 찾아내는 일도 사랑한다. 내가 이 연애를 한 세월은 벌써 20년이 넘었다.
첫 번째로 그는 미모사를 탁 트인 곳에 꺼내 놓아서 낮의 햇빛과 밤의 어둠에 노출시켰다. 예상대로, 잎은 낮의 빛 속에서는 펼쳐지고 밤의 어둠 속에서는 닫혔다.
그 다음 단계에서 그의 천재성이 발휘되었다. 드메랑은 미모사를 24시간 동안 밀봉된 상자에 두었다. 밤낮으로 칠흑 같은 어둠 속에 둔 것이었다. 24시간 어둠 속에 둔 상태에서 그는 때때로 살짝 들여다보면서 잎의 상태를 관찰했다. 낮의 빛이 주는 영향을 받지 못하는 상태에서도, 미모사는 여전히 햇빛을 받는 양 행동했다. 잎을 자랑스럽게 활짝 펼쳤다.
나는 찾을 수 있는 모든 문헌들을 찾아서 읽었다. 그러자 도저히 믿기 어려운 진실이 드러나기 시작했다. 우리에게 잠이 왜 필요한지, 잠이란 정말로 무엇인지를 명확히 아는 사람이 사실상 아무도 없다는 점이었다. 먼저 이 근본적인 질문의 답을 얻지 못한다면, 치매에 관한 내 질문의 답도 구할 수 없을 터였다. 나는 수면의 암호를 풀어보자고 결심했다.
한 마디만 더 하고서 서문을 마치기로 하자. 일종의 포기 선언인데, 다른 대부분의 저자들과 달리 나는 독자가 이 책을 읽다가 졸음이 와서 잠에 빠져든다고 해도 실망하지 않을 것이다. 사실, 이 책의 주제와 내용을 고려할 때, 나는 독자가 그런 행동을 하기를 적극적으로 장려하는 바다. 잠과 기억의 관계에 관해 내가 아는 바를 토대로 판단하자면, 독자가 잠이 든다는 것은 내가 이야기하는 내용을 머릿속에 통합하고 기억하려는 충동을 거부할 수 없다는 뜻이니, 나로서는 가장 큰 찬사를 받는 셈이니까.
그 신호를 받은 양 잎을 닫았다. 그리고 밤새 그 상태로 있었다.
혁신적인 발견이었다. 드메랑은 살아 있는 생물이 나름의 시간에 따라 움직이며, 태양의 리듬에 예속되어 있는 것이 아님을 보여 주었다.
체온은 시교차상핵이 통제하는 많은 24시간 리듬의 사례 중 하나일 뿐이다. 각성과 수면도 그렇다. 따라서 각성과 수면이 하루 주기 리듬의 통제를 받는 것이지, 후자가 전자의 통제를 받는 것이 아니다. 즉 우리의 하루 주기 리듬은 우리가 잠을 자든 말든 간에 24시간마다 오르내림을 반복할 것이다. 이런 측면에서 볼 때, 우리의 하루 주기 리듬은 확고하다. 하지만 개인별로 살펴보면, 모든 사람의 하루 주기가 똑같지는 않다는 것이 드러난다.
또 디카페인de-caffeinated이 무 카페인이라는 뜻이 아니라는 것도 명심하자. 디카페인 커피 한 잔에는 보통 커피의 15~30퍼센트에 해당하는 카페인이 들어 있다. 카페인이 없다는 말과는 거리가 멀다. 저녁에 디카페인 커피를 서너 잔 마시면, 보통 커피 한 잔을 마셨을 때와 똑같이 수면에 지장이 생긴다.
카페인의 효과가 어느 정도인지를 깊이 새길 수 있도록, 1980년대에 미 항공 우주국이 수행한 비밀 연구를 소개하겠다. 해당 연구진은 거미들을 다양한 약물에 노출시킨 뒤, 그들이 잣는 거미집을 관찰했다.[14] 약물에는 LSD, 필로폰(암페타민), 마리화나, 카페인도 있었다. 그들이 밝힌 연구 결과는 그림 3에 나와 있다. 연구진은 카페인을 주었을 때 거미가 제 기능을 할 만한 정상적이거나 논리적인 거미집과 비슷한 집을 짓지 못하게 되었다고 했다. 다른 강력한 약물들보다도 더 그랬다.
수면 측면에서 볼 때, 우리 인간은 특별한 존재임이 드러났다. 구세계와 신세계의 원숭이들뿐 아니라 침팬지, 오랑우탄, 고릴라 같은 유인원과 비교했을 때, 사람의 잠은 유달리 눈에 띈다. 우리가 잠으로 보내는 시간은 다른 모든 영장류보다 뚜렷이 더 짧지만(우리는 여덟 시간인 반면, 다른 모든 영장류들은 열에서 열다섯 시간), 꿈을 꾸는 단계인 렘수면의 기간은 유달리 더 길다. 우리는 수면 시간의 20~25퍼센트를 렘수면 꿈을 꾸는 데 쓰지만, 다른 모든 영장류는 평균적으로 겨우 9퍼센트만을 렘수면에 할당한다!
이 모든 연구로부터 나온 결론은 렘수면이 인간 삶의 초기에 선택이 아니라 필수 사항이라는 것이다. 렘수면의 매시간이 중요한 듯하다. 태아나 신생아가 렘수면을 빼앗겼을 때 되찾기 위해 필사적으로 애쓴다는 점에서 명백히 드러난다.[34] 안타깝게도 아직 우리는 알코올 때문이든 다른 무엇 때문이든 간에, 태아나 신생아의 렘수면 교란이 장기적으로 어떤 효과를 일으키는지 완전히 이해하지 못한 상태다. 갓 태어난 동물의 렘수면을 차단하거나 줄이면 뇌 발달이 억제되거나 왜곡됨으로써, 자랐을 때 사회적으로 비정상적이 된다는 것만 알고 있을 뿐이다.
만 9세 아이의 하루 주기 리듬은 아이를 9시쯤에 잠이 들게 한다. 이 시간에 멜라토닌 농도가 높아지기 때문이기도 하다. 그 아이가 만 16세가 되었을 때에는 하루 주기 리듬이 앞당겨져서 극적인 변화가 일어난 상태다. 멜라토닌 농도가 상승하는 시점과 어둠 및 수면의 명령이 내려지는 시점이 몇 시간까지 차이가 난다. 그 결과 16세 청소년은 대개 밤 9시에 잠을 잘 생각이 아예 없어질 것이다. 그 시간에는 대개 각성도가 아직 정점에서 내려오지 않은 상태다. 부모가 피곤해지고, 그들의 하루 주기 리듬이 하향 추세에 들어서고 멜라토닌이 분비되면서 잠을 자라고 지시할 무렵, 즉 10시나 11시경에도 십대 자녀는 여전히 멀뚱멀뚱 깨어 있을 수 있다. 십대 뇌의 하루 주기 리듬이 각성시키는 것을 멈추고 금방 푹 잠이 들 수 있도록 하는 것은 몇 시간이 더 지난 뒤다.
어느 쪽이 기억 저장 혜택을 더 많이 제공할까? 깊은 비렘수면으로 가득한 잠? 아니면 렘수면이 주류인 잠? 사실 기반의 교과서형 기억이 대상일 때, 결과는 명확했다. 깊은 비렘수면이 풍부한 전반기 잠이 렘수면이 우세한 후반기 잠보다 더 뛰어난 기억 저장 능력을 제공했다.
잠이 운동 기억에서 문제가 있는 지점을 체계적으로 파악하여 해결한 것이다. 이 발견은 내가 만난 피아니스트의 말을 상기시켰다. 「그런데 아침에 일어나서 다시 피아노 앞에 앉으면, 그냥 되는 거예요. 완벽하게요.」
물론 우리 대다수는 프로 스포츠 팀에서 뛰지 않는다. 하지만 많은 이들은 평생 몸을 활발하게 움직이며 끊임없이 새로운 기술을 습득한다. 운동 학습과 전반적인 신체 활동은 평범한 것(새 노트북의 자판을 두드리거나 크기가 다른 스마트폰으로 문자를 입력하는 법을 배우기)에서 경력 있는 외과의가 새 내시경 수술법을 배우거나 조종사가 기종이 다른 새 항공기를 모는 법을 배우는 것 같은 중요한 것에 이르기까지 평생 우리 삶의 일부다. 따라서 그런 운동 기술을 다듬고 유지하기 위해 비렘수면이 계속 필요하며 그것에 의지해야 한다.
졸음운전 사고의 주된 범인은 둘이다. 하나는 운전석에서 완전히 잠드는 사람들이다. 하지만 그런 일은 흔하지 않으며, 대개 잠을 아예 못 잤을 때 일어난다(24시간 넘게 눈을 붙이지 못했을 때처럼). 다른 하나가 더 흔한 원인인데, 일시적으로 집중력을 상실하는 미세 수면microsleep이라는 상태에 빠지는 것이다. 이 상태는 겨우 몇 초 동안 지속되는데, 이때 눈꺼풀이 일부 또는 완전히 감기게 된다. 대개 하루 수면 시간이 일곱 시간 이내인 만성 부족인 사람들에게서 나타난다.
미세 수면 때 우리 뇌는 잠시 바깥 세계와 단절된다. 시각뿐 아니라, 모든 지각 영역이 다 그렇다. 그 시간에 어떤 일이 일어났는지 거의 지각하지 못한다. 더욱 문제는 운전대를 돌리거나 브레이크 페달을 밟아야 하는 등 운동 기능의 확고한 통제가 일시적으로 멈춘다는 것이다. 따라서 운전하다가 죽음을 맞이하는 데 10~15초까지 걸릴 이유가 없다. 2초면 충분하다.
수면 연구 분야의 거인이자 개인적으로 내 영웅이기도 한 펜실베이니아 대학교의 데이비드 딩어스David Dinges는 역사상 그 어느 과학자보다도 더 다음과 같은 근본적인 질문에 답하려고 애써 왔다. 사람의 재순환 주기는 얼마일까? 즉 사람이 객관적으로 일에 지장을 받지 않으면서 잠을 자지 않고 버틸 수 있는 시간은 얼마나 될까? 뇌의 핵심 기능들에 문제가 생기기 이전까지, 매일 밤 잠을 얼마나 줄일 수 있을까? 또 그렇게 며칠 동안 계속할 수 있을까? 사람은 잠이 부족할 때 자신의 활동에 어떻게 지장이 생기는지를 알아차리기나 할까?
연구진은 이 네 집단의 반응 지체, 즉 미세 수면 횟수를 비교하여 두 번째 주된 발견을 했다. 매일 8시간을 잔 집단은 2주에 걸쳐 안정적이면서 거의 완벽한 반응을 유지했다. 사흘 동안 잠을 아예 못 잔 집단은 재앙 수준의 지장을 보였다. 놀랄 일도 아니었다. 잠을 전혀 못 잔 첫날 밤 이후에 집중력 검사에서 지체(즉 반응하지 못한) 횟수가 무려 400퍼센트 넘게 증가했다. 놀라운 점은 이틀째와 사흘째에 밤에 아예 잠을 못 잤을 때 이런 지체 횟수가 동일한 속도로 계속 빠르게 증가했다는 것이다. 마치 잠을 못 잔 날이 늘수록 전혀 약해지는 기색 없이 점점 더 심각한 상황이 벌어지는 듯했다.
하지만 가장 우려되는 메시지를 전달한 쪽은 잠을 일부 빼앗긴 두 집단이었다. 6일 밤 동안 네 시간씩 잠을 잔 뒤 참가자들의 반응은 24시간 동안 잠을 자지 않은 사람들만큼 나빴다. 즉 미세 수면 횟수가 400퍼센트 증가했다. 네 시간씩 자는 집단은 11일째가 되자, 반응 점수가 더욱 떨어져서 이틀 동안, 즉 48시간 동안 잠을 못 잔 사람들과 같아졌다.
사회적 관점에서 가장 우려되는 쪽은 밤에 여섯 시간씩 잔 집단의 사람들이었다. 많은 이들에게 친숙하게 들릴 수도 있는 상황에 놓인 이들이었다. 하루 여섯 시간씩 자는 행동을 10일 동안 하니, 24시간 동안 잠을 안 잔 사람들에 맞먹는 수준으로 반응에 지장이 생겼다. 그리고 잠을 아예 못 잔 집단처럼, 네 시간 잔 집단과 여섯 시간 잔 집단도 시간이 흘러도 약해지는 기미가 전혀 없이 반응에 점점 더 지장이 생겼다. 모든 징후들은 실험을 계속했다면, 몇 주, 아니 몇 달에 걸쳐서 수행 능력이 계속 떨어졌을 것임을 시사했다.
하지만 우리는 여섯 시간만 자고도 최소한의 지장만 받는, 이를테면 잠이 없는 엘리트인 듯이 보이는 아주 희귀한 사람들도 발견했다. 연구실에서 어떤 자명종도 깨울 만한 소리도 전혀 없는 상태에서 충분한 시간 동안 잠잘 기회를 주어도, 그들은 그렇게 짧은 시간을 자고는 저절로 깼고 더 이상 잠을 청하지 않았다. 그들의 유전자로 이 현상을 얼마간 설명할 수 있는 듯하다. 특히 BHLHE41이라는 유전자의 한 변이 형태가 관련이 있는 듯하다.[60] 현재 과학자들은 이 유전자가 어떤 일을 하는지, 어떻게 그렇게 적게 자고도 기력을 회복시키는지를 이해하고자 애쓰고 있다.
여기까지 읽고 나면, 자신이 바로 그런 부류라고 믿는 독자들이 분명히 있을 것이다. 하지만 그럴 가능성은 극히 드물다. 이 유전자 변이체는 놀라울 만치 드물다. 세계에서 아주 극소수만이 지닌 것으로 추정된다. 이 사실을 더 강조하고자, 디트로이트의 헨리포드 병원에 재직하는 내 연구 동료 토머스 로스Thomas Roth가 한 말을 인용하련다. 〈잠을 다섯 시간 이내로 자고도 전혀 지장 없이 살아갈 수 있는 사람의 수를 인구 비율로 나타내면, 올림을 해도 0이다.〉
즉 만성 수면 부족 상태가 모든 수준의 뇌 기능에 미치는 효과에 진정으로 영향을 받지 않는 사람은 인구의 1퍼센트에도 한참 못 미친다. 당신이 희귀한 유전자 덕분에 진정으로 잠을 덜 자고도 살아갈 수 있는 사람일 확률은 번개에 맞을 확률(평생 동안 1만 2,000분의 1)보다 훨씬 낮다.
우리는 편도체의 바로 위와 뒤쪽에 있는 다른 깊은 감정 중추인 줄무늬체striatum — 충동 및 보상에 관여하며, 도파민이라는 화학 물질에 잠겨 있는 — 가 수면이 부족한 이들에게서 보상을 주고 쾌감을 일으키는 경험에 반응하여 과다 활성을 띤다는 것을 발견했다. 편도체와 마찬가지로, 이 쾌락 중추의 고조된 반응은 전전두엽 피질이 합리적인 통제력을 잃은 것과 관련이 있었다.
따라서 수면 부족은 뇌를 부정적인 기분으로 내몰아서 그 상태로 머물게 하는 것이 아니다. 오히려 잠이 부족한 뇌는 긍정적 및 부정적 양쪽 감정의 극단 사이를 지나치게 오락가락한다.
잠 한 숨 못 자는 상태가 6개월째 이어지면서, 점점 죽음의 그림자가 짙게 드리워졌다. 젊은 나이였음에도, 신경학적으로 보면 코크는 치매 말기 상태의 노인과 비슷했다. 그는 혼자서 목욕을 할 수도 옷을 입을 수도 없었다. 환각과 망상이 난무했다. 말하는 능력도 거의 사라졌고, 그는 간신히 고개를 움직이거나 더 드물게는 알아듣지 못할 웅얼거림으로 의사를 전달했다. 잠 못 이루는 상태로 다시 몇 개월이 지나자, 코크의 몸과 마음은 완전히 망가졌다. 42세 생일을 맞이한 직후에 코크는 죽음을 맞이했다. 치명적 가족성 불면증FFI: fatal familial insomnia이라는 매우 희귀한
유전병이 원인이었다. 이 질병은 치료법도, 치료제도 전혀 없다. 모든 환자는 진단을 받은 지 10개월 이내에 사망한다. 더 일찍 사망하는 이들도 있다. 의학 역사에서 가장 수수께끼 같은 병 중 하나이며, 우리에게 충격적인 교훈을 안겨 준다. 수면 부족이 사람을 죽인다는 것이다.
초기에 이루어진 한 연구에서는 아이패드 — 청색 LED 불빛이 많은 태블릿 — 를 잠자러 가기 전 두 시간 동안 사용하니, 멜라토닌 분비량이 무려 23퍼센트나 줄어들었다고 나왔다. 더 최근에는 더욱 우려되는 연구 결과가 발표되었다. 연구진은 건강한 성인들을 세밀하게 통제되는 실험실 환경에서 2주 동안 지내게 했다. 1주별로 다른 실험이 이루어졌다. 모든 참가자들은 (1) 5일 동안 밤마다 잠자러 가기 전에 몇 시간 동안 아이패드로 책을 읽었고(전자 우편과 인터넷 같은 다른 용도로는 이용할 수 없었다), (2) 5일 동안은 밤마다 잠자러 가기 전 몇 시간 동안 종이책을 읽었다. 어느 쪽
을 먼저 할지는 무작위로 정했다
종이책에 비해 아이패드로 읽었을 때에는 밤에 멜라토닌 분비량이 50퍼센트 이상 억제되었다. 사실 종이책을 읽을 때에는 멜라토닌 농도가 자연스럽게 증가했는데, 그에 비해 아이패드로 읽을 때에는 농도 증가가 세 시간까지도 지연되었다. 아이패드로 읽었을 때에는 멜라토닌 농도가 정점에 이르는, 즉 자라고 지시하는 시점이 자정 이전이 아니라 새벽 시간이었다. 인쇄본에 비해 아이패드로 읽은 뒤에 잠드는 데 더 오래 걸린 것도 놀랍지 않다.
알코올은 진정제라는 약물의 일종이다. 뇌 속의 수용체에 결합하여 신경 세포가 전기 펄스를 내보내지 못하게 막는다. 알코올이 진정제라고 말하면 사람들은 혼란스러워 하곤 한다. 적당한 양의 알코올은 기분을 붕 뜨게 하고 더 사교적으로 만들기 때문이다. 진정제가 어떻게 기분을 북돋을 수 있는 것일까? 답은 사회성 증가가 알코올의 효과가 일어나는 시간표상에서 뇌의 한 부분인 전전두엽 피질이 먼저 진정되기 때문에 나타난다는 것이다. 앞서 말했듯이, 사람 뇌의 이 전두엽 영역은 충동을 조절하고 행동을 자제하는 데 도움을 준다. 알코올은 우리 뇌의 이 부분을 먼저 마비시킨다. 그 결과
우리는 〈느슨해져〉서 자제력이 약해지고 더 외향적이 된다
첫째, 알코올은 밤에 시시때때로 깨게 함으로써 잠을 조각낸다. 알코올에 취한 잠은 연속적이지 않으며, 그리하여 회복시키는 잠이 아니다. 유감스럽게도 당사자는 밤에 이렇게 여러 번 깨곤 했다는 사실을 거의 알아차리지 못한다. 기억하지 못하기 때문이다. 그래서 다음 날 피곤한 이유가 전날 마신 술 때문에 밤에 잠을 설쳤기 때문인데도, 둘을 연관 짓지 못한다. 자기 자신과 남들에게서 어떤 일들이 동시에 나타난다면, 그 관계를 주목하기를.
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