들어가는 말
“내가 누워 자고 깨었으니 여호와께서 나를 붙드심이로다.” (시편 3:5)
우리는 잠을 자는 동안 세상과의 연결을 잠시 끊는다. 눈을 감고 움직임도 줄어드니 겉으로 보면 뇌도 함께 쉬는 것처럼 보인다. 그러나 실제로 잠든 뇌는 결코 멈춰 있지 않다.
낮에 보고 듣고 배운 수많은 정보 가운데 무엇을 남길 것인지 정리하고, 새로 배운 내용을 기존 기억과 연결하며, 하루 동안 겪은 감정적 경험도 다시 처리한다. 최근 수면 연구에서 특히 주목받는 분야 가운데 하나는 뇌척수액의 흐름과 뇌의 노폐물 제거 과정이다.
수면 1편에서 살펴본 것처럼, 수면은 비렘수면(Non-Rapid Eye Movement Sleep, NREM sleep)과 렘수면(Rapid Eye Movement Sleep, REM sleep)이 밤새 주기적으로 반복되는 과정이다. 미국 국립심장·폐·혈액연구소(National Heart, Lung, and Blood Institute, NHLBI)에 따르면 일반적으로 약 80~100분을 주기로 한 사이클이 반복되며, 하룻밤에 대략 4~6회의 수면주기가 나타난다.
그렇다면 우리가 의식을 내려놓고 잠든 사이, 뇌에서는 도대체 무슨 일이 벌어지고 있을까.
1．낮에 배운 것을 밤에 다시 정리한다
시험공부를 밤새 해본 사람이라면 오래 책상에 앉아 있는 것이 반드시 좋은 기억으로 이어지지는 않는다는 사실을 경험했을 것이다.
기억은 새로운 정보를 받아들이는 것으로 끝나지 않는다. 처음 입력된 정보가 보다 안정적인 장기기억으로 자리 잡는 기억 공고화(memory consolidation) 과정이 필요하며, 수면은 이 과정에 중요한 역할을 한다.
특히 새로운 사건과 정보를 일시적으로 저장하는 데 중요한 해마(hippocampus)와 장기적인 지식 저장에 관여하는 대뇌피질(cerebral cortex)의 상호작용이 주목된다. 최근의 종합적인 생리학 리뷰에서도 수면 중 장기기억 형성은 단순한 휴식의 부산물이 아니라 능동적인 ‘시스템 공고화’ 과정으로 설명된다.
쉽게 비유하면 낮 동안의 뇌는 끊임없이 새로운 자료를 받아들이는 작업실과 같다. 밤이 되면 그 자료를 분류하고 필요한 것은 장기 보관함으로 옮기는 작업이 이루어진다.
그래서 배우는 것과 자는 것은 서로 경쟁하는 시간이 아니다. 제대로 배우기 위해서는 제대로 자야 한다.
2．깊은 잠과 기억은 어떻게 연결되는가
수면의 모든 단계가 똑같은 일을 하는 것은 아니다.
비렘수면(NREM sleep)은 N1·N2·N3의 세 단계로 나뉜다. 그 가운데 N3는 뇌파가 느려지는 깊은 잠, 즉 서파수면(slow-wave sleep)이다. NHLBI에 따르면 N3 수면은 밤의 앞부분에 상대적으로 많이 나타나며, REM 수면은 뒤쪽으로 갈수록 증가하는 경향이 있다.
특히 깊은 비렘수면 동안에는 낮에 새롭게 형성된 기억을 안정시키고 기존 지식과 통합하는 과정이 활발하게 이루어지는 것으로 연구되고 있다. 수면은 단순히 기억을 그대로 복사해 저장하는 시간이 아니라 무엇이 중요한 정보인지 선별하고 기존의 기억 체계와 연결하는 과정에도 관여한다.
어제 배운 것이 자고 난 다음 날 더 자연스럽게 떠오르는 경험은 우연만은 아니다.
밤의 뇌는 낮의 경험을 다시 정리하고 있다.
3．REM 수면에서는 감정도 다시 처리된다
잠은 기억뿐 아니라 감정과도 깊이 연결되어 있다.
REM 수면에서는 눈이 빠르게 움직이고 뇌 활동은 깨어 있을 때와 비슷한 특징을 보인다. 꿈도 REM 수면에서 흔히 나타난다. 이때 편도체(amygdala), 해마 등 감정과 기억에 관계된 뇌 영역들이 활발하게 작동하는 것으로 관찰된다.
우리가 낮 동안 겪은 기쁨과 슬픔, 분노와 두려움도 잠든 뒤 완전히 사라지는 것이 아니다. 뇌는 이러한 경험을 다시 처리한다.
수면과 감정에 관한 연구들을 종합하면 충분한 수면은 감정적 기억의 처리와 다음 날의 적절한 감정 반응에 중요한 역할을 하며, 수면 부족은 감정 반응과 조절 능력에 영향을 줄 수 있다. 특히 REM 수면이 감정 처리에서 중요한 역할을 한다는 연구가 축적되고 있다. 다만 감정적 기억이 다른 기억보다 항상 우선적으로 강화된다고 단정할 정도로 모든 연구 결과가 일치하는 것은 아니다.
그래서 힘든 일을 겪은 날 “자고 나면 조금 나아질 거야”라는 말에는 생리학적으로 생각해볼 만한 근거가 있다.
잠은 시간을 보내는 것만이 아니라 감정을 다루는 뇌의 시간이기도 하다.
4．잠이 부족하면 감정의 브레이크가 약해진다
밤을 제대로 자지 못한 다음 날을 떠올려보자.
평소라면 넘길 수 있는 작은 말에도 예민해지고, 짜증이 늘며, 집중력이 떨어지고 판단이 흐려지는 경우가 있다. 이것 역시 단순한 기분 문제로만 볼 수 없다.
수면 부족은 주의력과 작업기억, 학습뿐 아니라 감정 처리와 관련된 뇌 기능에도 영향을 미친다. 뇌영상 연구들을 종합한 리뷰에서도 수면 부족이 해마를 통한 새로운 학습과 여러 감정 관련 신경회로에 변화를 일으킨다는 사실이 보고돼 있다.
나는 건강의 다섯 기둥 가운데 ‘마음’을 매우 중요하게 생각한다. 그런데 마음을 건강하게 관리하려면 의지만 강조해서는 부족하다.
몸이 지쳐 있고 뇌가 충분히 자지 못했다면 감정을 다스리는 힘도 영향을 받을 수 있기 때문이다.
좋은 마음을 유지하는 데에도 좋은 잠이 필요하다.
5．잠든 뇌에도 ‘청소 시스템’이 작동한다
수면 연구에서 내가 특히 흥미롭게 바라보는 분야가 있다.
바로 뇌의 노폐물 처리 과정이다.
우리 몸의 다른 조직에는 림프계가 발달해 있지만 뇌는 구조가 다르다. 연구자들은 뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF)과 뇌 조직 사이의 물질 이동을 통해 대사 부산물의 제거에 관여하는 경로를 연구해왔으며, 이를 글림프계(glymphatic system)라고 부른다.
이 개념이 주목받기 시작한 중요한 이유 가운데 하나는 수면과의 관계다. 동물실험과 사람을 대상으로 한 여러 연구에서 수면 상태와 뇌척수액의 흐름, 대사산물의 농도 사이에 연관성이 관찰되어 왔다. 190편의 연구를 검토한 체계적 문헌고찰에서도 수면, 뇌척수액 순환, 글림프계 사이의 관계가 폭넓게 보고됐다.
이 때문에 흔히 ‘잠자는 동안 뇌가 청소된다’고 표현한다.
다만 이 표현은 이해하기 쉬운 비유다. 사람이 잠들면 뇌 안에 작은 청소기가 돌아다니며 노폐물을 쓸어낸다는 뜻은 아니다. 뇌척수액의 이동과 세포 사이의 물질 교환을 통해 대사 부산물을 처리하는 복잡한 생리적 과정으로 이해하는 것이 정확하다.
6．아밀로이드 베타와 타우 단백질은 왜 주목받는가
뇌 청소 연구에서 자주 등장하는 물질이 아밀로이드 베타(amyloid-beta)와 타우(tau) 단백질이다.
이 물질들은 알츠하이머병 연구에서 매우 중요하게 다뤄진다. 수면과 뇌척수액·글림프계 연구에서도 수면 문제가 아밀로이드 베타와 타우를 비롯한 뇌척수액 대사물질의 변화와 관련된다는 연구 결과들이 보고돼 있다.
그러나 여기에는 반드시 구분해야 할 점이 있다.
잠을 잘 자면 알츠하이머병을 예방할 수 있다거나, 잠만 충분히 자면 뇌 속 아밀로이드가 모두 제거된다는 뜻은 아니다.
알츠하이머병에는 나이, 유전, 심혈관·대사 건강을 비롯한 여러 요인이 관여한다. 현재 연구가 보여주는 중요한 메시지는 수면 역시 뇌 건강과 무관한 시간이 아니라는 사실이다.
나는 이 점만으로도 우리가 잠을 대하는 태도가 달라질 필요가 있다고 생각한다.
7．수면시간을 줄이는 것은 뇌의 정리시간을 줄이는 일이다
젊은 시절에는 잠을 줄여 일하는 것을 부지런함의 상징처럼 생각하기도 한다.
“죽으면 실컷 잘 텐데 지금은 한 시간이라도 아껴야 한다.”
나 역시 살아오면서 이런 말을 여러 번 들었다. 그러나 수면에 관한 연구를 들여다볼수록 잠은 깨어 있는 삶에서 남는 시간을 소비하는 일이 아니라는 사실이 분명해진다.
낮 동안 뇌는 끊임없이 정보를 받아들인다. 사람을 만나고, 책을 읽고, 일을 하고, 판단하고, 기뻐하고, 걱정하고, 새로운 것을 배운다.
그리고 밤이 오면 또 다른 일이 시작된다.
기억을 정리하고, 배운 것을 안정시키며, 감정적 경험을 다시 처리하고, 뇌의 대사 환경을 관리하는 여러 과정이 수면과 함께 이루어진다.
잠을 줄여 하루를 늘린다고 생각했지만, 그 대가로 다음 날의 집중력과 기억력, 감정 조절 능력을 떨어뜨린다면 실제로 얻은 시간이 얼마나 되는지 다시 생각해볼 필요가 있다.
8．뇌를 위해 오늘 밤 무엇을 해야 할까
뇌 건강을 위해 값비싼 무언가를 먼저 찾을 필요는 없다.
가장 기본적인 출발점은 매일 필요한 만큼 충분히 자고, 가능한 한 일정한 시간에 잠들고 일어나는 것이다. 늦은 시간까지 스마트폰과 강한 빛에 노출되고, 카페인과 음주로 수면의 질을 흔드는 생활이 반복된다면 침대에 누워 있는 시간만 길다고 좋은 잠이라고 할 수 없다.
특히 기억력과 집중력이 떨어졌다고 느낄 때 우리는 영양제나 두뇌훈련부터 생각하기 쉽다. 그 전에 자신의 수면시간과 수면의 질을 돌아볼 필요가 있다.
공부하는 학생도, 중요한 판단을 내려야 하는 직장인도, 기억력 저하를 걱정하는 중·노년층도 마찬가지다.
뇌를 잘 쓰고 싶다면 뇌가 제대로 잘 수 있는 시간을 먼저 보장해야 한다.
맺음말
나는 오랫동안 건강을 공부하면서 우리 몸에는 스스로 균형을 유지하려는 놀라운 기능이 있다는 사실에 관심을 가져왔다.
수면을 공부할수록 뇌 역시 마찬가지라는 생각이 든다.
우리가 잠든 사이 뇌는 멈추는 것이 아니다. 낮에 들어온 정보를 정리하고 기억을 안정시키며, 감정적 경험을 처리하고, 뇌척수액과 관련된 대사 부산물 처리 과정도 이어진다.
그래서 잠은 하루의 빈칸이 아니다.
깨어 있는 동안 제대로 생각하고, 배우고, 기억하고, 감정을 다스리기 위해 반드시 필요한 생명의 시간이다.
우리는 하루의 약 3분의 1을 잠으로 보낸다. 얼핏 생각하면 너무 긴 시간처럼 보일 수도 있다. 그러나 그 시간이 있었기에 나머지 3분의 2를 제대로 살아갈 수 있는 것이다.
잠을 아끼는 것이 시간을 버는 것이 아니다.
잘 자는 것이 내일의 뇌를 준비하는 일이다.
올바른 수면 지식을 알고 생활 속에서 반복하여 실천하고 마침내 습관으로 만드는 것. 그것이 나이가 들어서도 기억과 감정, 뇌 건강을 지키는 가장 기본적인 길 가운데 하나다.
다음 글에서는 ‘몇 시간을 자야 건강할까?’라는 가장 현실적인 질문을 다룬다. 연령별 적정 수면시간부터 너무 적게 자는 것과 지나
치게 오래 자는 것의 의미, 그리고 사람마다 필요한 수면시간이 왜 다른지 자세히 살펴본다.
무병장수 건강 전도사 서웅찬 ✍️
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