수면 부족 시 뇌에서 체액이 배출되며 주의력 저하 발생
(news.mit.edu)- 수면 부족 상태에서 뇌척수액(CSF)이 뇌 밖으로 흐르는 세척 작용이 깨어 있는 동안 발생함
- 이 현상은 주의력 저하 순간과 동시에 일어나며, 이후 체액이 다시 뇌로 유입되는 주기적 흐름이 관찰됨
- 연구진은 수면 중 일어나는 노폐물 제거 과정이 결핍될 때, 뇌가 이를 보상하려는 수면 유사 상태로 전환된다고 설명
- 주의력 저하 시 심박수·호흡수 감소와 동공 수축 등 전신적 생리 변화가 함께 나타남
- 이러한 결과는 주의력·체액 흐름·혈류 조절을 통합적으로 제어하는 단일 신경 회로 존재 가능성을 시사함
수면 부족과 뇌척수액 흐름의 관계
- MIT 연구진은 수면 부족 시 주의력 저하가 뇌척수액(CSF)의 배출 파동과 동시에 발생함을 발견
- 평소 수면 중 일어나는 CSF의 세척 작용이 깨어 있는 동안에도 나타남
- 이 과정은 뇌의 노폐물 제거 기능과 관련 있음
- 수면이 부족할 때 뇌는 이러한 세척 과정을 보상하려는 시도를 하며, 그 결과 주의력 손상이 발생
- CSF 파동이 깨어 있는 상태로 침입하면서 주의력과 세척 기능 간의 교환(tradeoff) 이 일어남
연구 방법
- 연구에는 26명의 참가자가 참여했으며, 각각 수면 부족 상태와 충분한 수면 후 상태에서 두 차례 실험 수행
- 참가자들은 EEG(뇌파 측정) 와 fMRI(기능적 자기공명영상) 장비를 착용하고 시각·청각 주의력 과제를 수행
- 시각 과제: 화면의 십자 표시가 사각형으로 변할 때 버튼을 누름
- 청각 과제: 특정 음향 신호에 반응
- 수면 부족 참가자는 반응 속도가 느리고 일부 자극을 인식하지 못함
- 주의력 저하 순간 CSF가 뇌 밖으로 배출되고, 이후 다시 유입되는 흐름이 관찰됨
생리적 변화와 통합 반응
- 주의력 저하 시 호흡·심박수 감소, 동공 수축이 동반됨
- 동공 수축은 CSF 배출 약 12초 전에 시작되고, 주의력 회복 후 다시 확장됨
- 이러한 변화는 뇌뿐 아니라 신체 전반의 동시 반응으로 나타남
- 주의력 저하가 뇌-신체 통합 사건임을 시사
단일 회로 가설
- 연구진은 주의력, 체액 흐름, 혈류, 혈관 수축 등을 함께 조절하는 통합 신경 회로가 존재할 가능성을 제시
- 이 회로는 주의력과 생리적 기능을 동시에 제어할 수 있음
- 구체적 회로는 규명되지 않았으나, 노르아드레날린 시스템이 유력 후보로 언급됨
- 이 시스템은 각성·심박·혈류 조절을 담당하며, 수면 중에도 주기적으로 진동함
연구 의의 및 지원
- 이번 연구는 Nature Neuroscience에 게재되었으며, MIT Picower Institute와 Institute for Medical Engineering and Science 소속 연구진이 수행
- 연구는 미국 국립보건원(NIH) , 국방과학공학대학원 펠로십, NAWA 펠로십, McKnight Scholar Award, Sloan Fellowship, Pew Biomedical Scholar Award, One Mind Rising Star Award, Simons Collaboration on Plasticity in the Aging Brain 등의 지원을 받음
Hacker News 의견
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생물학적 가비지 컬렉션이 멈추면, 수면을 건너뛴 뇌가 런타임 중에 GC 사이클을 돌리려 하는 셈임
그래서 집중력 저하나 반응 지연 같은 현상이 생기는 것 같음. 진화가 원래의 JVM을 만든 셈임- 그래서 파워냅(30분 미만)이 수면 부족일 때도 효과가 큰 이유가 될 수 있음
수면 부족 상태에서 짧게 자면 그때 뇌의 ‘플러시’가 일어나는지도 궁금함 - 다행히 뇌가 모든 참조 해제된 메모리를 다 지우는 건 아님
- Sun Microsystems가 여기 있는 기분이 드는 농담 같은 느낌임
- 잠을 너무 줄이면, 회의 중에도 뇌 일부가 부분적으로 잠드는 현상이 생김
- 그래서 파워냅(30분 미만)이 수면 부족일 때도 효과가 큰 이유가 될 수 있음
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의료계가 이런 연구 결과를 진지하게 받아들였으면 함
내 아내는 여전히 24시간 연속 근무를 하며, 수면 없이 응급수술을 함
레지던시 시절엔 36시간, 심지어 48시간 연속 근무도 있었음. 아무도 의사 과로에 신경 쓰지 않는 현실이 안타까움- 왜 의사만 이런 초장시간 근무를 허용하는지 이해가 안 됨. 트럭 운전사도 24시간 운전은 금지인데 말임
- 미국 의료 시스템은 환자나 의사 모두의 건강 최적화보다는 수익 극대화에 맞춰져 있음
의료와 교육은 국민의 목표를 우선으로 해야 하며, 재정적 목표는 부차적이어야 함
관련 기사 링크도 흥미로움 - 내 아내는 최악의 컨디션에서도 대부분 사람의 최고보다 낫다고 생각함
하지만 시스템이 바뀌려면 의대 입학 요건 완화나 극단적 변화가 필요할 듯함
유럽 의사들은 근무 시간이 짧다고 들었는데 실제로 그런 사람을 만나본 적은 없음 - 이런 가혹한 근무 문화는 AMA가 “우리도 그랬으니까”라는 이유로 유지하는 하이징 의식 같음
- 이런 장시간 근무가 연속적인지 궁금함. 병원에 수면실이 있어서 틈틈이 자는 줄 알았음
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논문에 따르면, 수면 중 뇌척수액(CSF)이 리드미컬하게 흐르며 노폐물을 제거함
그런데 저자들이 “그 액체가 어디로 가는가?”라는 질문을 다루지 않은 게 의아했음
위키피디아에 따르면, CSF는 글림프틱 시스템을 통해 노폐물을 혈류로 배출함
관련 문서 참고- 실제로 뇌에는 CSF가 흐르는 “파이프”가 있음
뇌실에서 생성된 액체가 뇌와 척수를 감싸는 공간을 돌고, 다시 혈류로 흡수됨 - 연구자 입장에서는 너무 기본적인 내용이라 논문에 굳이 안 쓴 듯함
- 실제로 뇌에는 CSF가 흐르는 “파이프”가 있음
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건강한 수면이 뇌 건강에 중요하며, 가벼운 운동도 같은 글림프틱 시스템을 돕는다고 함
- 실제로 가벼운 운동은 수면의 질 향상에도 도움이 됨
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이런 뇌 플러시(세척) 현상을 인위적으로 유도할 수 있는지 궁금함
알츠하이머로 돌아가신 할아버지를 떠올리면, 이런 기능을 강화할 수 있다면 좋겠음- 직접 플러시를 유도할 순 없지만, 슬로우 웨이브 강화(slow-wave enhancement) 로 수면의 회복 기능을 자극할 수 있음
관련 연구 논문과 우리가 개발 중인 프로젝트 Affectable Sleep 참고 - 확실한 방법 있음. 양고기 400g, 피망, 대파, 주키니 넣고 천천히 끓이면 됨
다 먹고 나면 체액이 안 흘러나올 수가 없음 - 결국 충분히 자는 것이 가장 확실한 방법임
- 직접 플러시를 유도할 순 없지만, 슬로우 웨이브 강화(slow-wave enhancement) 로 수면의 회복 기능을 자극할 수 있음
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자동 CSF 순환 장치만 달면 잠도 필요 없고 피로도 사라질 것 같다는 농담임
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‘수동 플러시 버튼’을 눌러서 뇌를 세척할 수 있다면 좋겠다는 상상임
- NSDR(Non-Sleep Deep Rest) 을 연습하면 짧은 시간에도 회복 효과가 있음. 유튜브에서 15분짜리 가이드 영상으로 시도해볼 만함
- 예전에 본 영상 중에는 CSF 흐름 증가를 유도해 알츠하이머를 완화하려는 연구도 있었음
관련 토론 링크 참고 - 아주 피곤할 때는 잠깐이라도 눈을 감으면 바로 플러시 효과가 오는 듯함
30초만 자도 머리가 맑아지는 경험을 여러 번 했음
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30분 낮잠이 도움이 될지 궁금함. 다만 뇌에게 “플러시는 낮잠 때까지 기다려”라고 말하고 싶음
- 짧게 눈을 감고 누워 있으면 실제로 ‘세척되는 느낌’ 이 들 때가 있음
5분만 자도 머리가 맑아짐 - 글림프틱 기능의 정확한 메커니즘은 논란이 있지만, NSDR이나 요가 니드라 같은 깊은 휴식도 도움이 된다고 함
- 나는 졸릴 때 15~30분 정도 짧은 낮잠을 자는 편임
- 짧게 눈을 감고 누워 있으면 실제로 ‘세척되는 느낌’ 이 들 때가 있음
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시험 전날 24시간 벼락치기하던 대학생들에게 애도를 표함
- 정신과 의사의 조언을 따르는 게 좋음. 관련 글 참고
- 대학생은 아니지만, 예전에 야간 근무를 하던 시절엔 수면 리듬 조정이 정말 힘들었음
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혹시 ADHD가 뇌 플러시 기능 이상 때문일까 궁금함