각성과 수면

1. 수면의 단계와 기능

1 수면 연구

- 수면 다원검사 : 수면 중 상태를 기록 분석하는 검사

- 뇌전도 : 뇌 내 전위 변화를 탐지하여 뇌파기록

- 근전도 : 근육 활동 탐지

- 안전도 : 안구 운동 탐지

- 기타 심장박동, 호흡, 피부전도 등 측정

=> 수면은 단순한 의식의 변화 상태가 아닌 "행동"

 

2 각성과 수면 상태의 뇌파

각성 상태에서의 기본 뇌파

- 알파파 : 8~12Hz 조용히 휴식을 취하는 상태에서 발생하는 뇌파

- 베타파 : 13~20Hz 뇌신경회로가 적극적으로 정보를 처리할 때 발생

 

수면 상태에서의 기본 뇌파

- 세타파 : 3.5~7.5Hz 얕은 수면

- 델타파 : 3.5Hz 이하. 깊은 수면

 

3 수면 단계

1단계 : 잠이 들기 시작. 세타파 출현

2단계 : 알파파 소실, 불규칙적 뇌파, 기억 관련 뇌파 출현

3~4단계 

- 델타파 증가, 깊은 수면, 서파수면

- 심박, 호흡수, 뇌 활동 감소

 

REM 수면

- 빠른 눈 운동

- 얕은 잠으로 뇌 활동은 활발하지만, 근긴장도는 저하되는 역설적 수면

 

- 수면의 한 주기는 약 90분 주기가 4~5회 반복

- 취침 후 첫 3시간 깊은 잠, 그 후에는 점차 얕아짐

 

4 수면의 기능

수면은 생종제 필수적

- 모든 포유류와 조류는 수면을 취하며, REM 수면을 보임

- 수면시간은 동물마다 다름. 생존활동에 필요한 시간과 방어력에 따라 차이

 

수면의 에너지 절약 기능 가설

- 수면은 활동하는 것이 낭비이고, 위험할 수 있는 비효율적 시간 동안

에너지를 보존하기 위한 것

 

수면 연구 결과로 본 수면의 기능

- 수면은 신체 근육 활동과는 관련이 낮음

- 우울, 조현병 등 정신장애 및 신경학적 장애와 밀접한 관련

- 면역기능 : 하루만 잠을 못 자도 면역계 세포가 줄어서 면역기능 저하

- 뇌 노폐물 청소 기능 : 수면 중에 뇌 척수액이 뇌의 노폐물을 청소

- 학습, 기억력 : 단기 기억이 장기기억으로 변환

 

서파수면의 기능

- 서술 기억의 응고를 촉진

 

REM 수면의 기능

- REM 수면을 박탈시키면 반동현상 발생 => REM 수면도 반드시 필요

- 뇌 발달 활발한 시기에 총 수면 중 REM 수면이 많음

* 신생아 수면의 70%가 REM수면

* 뇌 발달 촉진 기능의 가능성

- 비서술기억(절차기억)의 응고 촉진

 

5 꿈의 생리심리

- 꿈은 REM 수면 단계에서 주로 나타남

- REM 수면 단계

* 시각과 운동피질, 변연계가 주로 활성화되며, 전전두피질의 활성은 억제됨

* 뇌간에서 감각 입력과 운동 출력을 차단함

- 꿈의 내용은 시각적.

냄새나 맛을 경험하는 경우는 드물며, 기억에 기반하면서도 비현실적이고

단편적일 때가 많음

 

가위눌림은?

- REM 수면 단계가 끝나기 전, 근육은 이완되어 있는데 의식은 먼저 깨어난 상태

- 수면 결핍이나 정신적 질환, 약물 등이 원인

 

 

2. 각성과 수면의 기제

1 각성과 수면 시스템

수면 중추 - 시상하부의 복외측시삭전 영역(VLPO)

- 억제성 축색 GABA을 각성 관련 영역으로 투사

- 축적된 아데노신이 VLPO를 활성화하면, 각성 관련 영역들이 억제되면서 수면

 

아데노신 Adenosine

- 뇌가 활성화되면서 생기는 부산물

- 깨어 있는 동안 계속 축적

- cf 커피 : 카페인이 아데노신 수용기 차단

 

뇌간 (망상체)과 전뇌의 각성 시스템

1 아세틸콜린

- 기저전뇌, 뇌교와 배측 중뇌

- 대뇌피질, 해마 등 각성, REM 수면 시 활성화

 

2 노르에피네프린

- 청반

- 정서적 각성 사건 발생 시 활성화 (경계)

 

3 세로토닌

- 봉선핵

- 대뇌피질, 자동화된 행동 활성화

 

4 히스타민

- 유두체 결절핵

- cf 항히스타민제

 

5 오렉신

- 외측 시상하부

- 각성 유지

 

=> 위 영역 뉴런들의 활동 수준이 높으면 각성, 억제되면 수면

 

2 각성과 수면의 전환

오렉신 = 하이포크레틴

- 각성과 수면의 전환에서 각성과 수면을 안정화하는 역할

- 생체시계의 영향을 받음

- 각성 유지 동기 또는 수면 방해 사건이 오렉신성 뉴런을 활성화

- 배고픔 신호에 활성화, 포만 신호에 억제

(배고파서 잠이 안 와요...)

 

3 일주기 리듬

일주기 리듬과 생체시계

- Circadian Rhythm 일주율, 생체리듬

- 식물과 동물 모두 일주기 리듬 가지고 있음

- 수면 외에 체온, 섭식, 호르몬 분비, 신진대사, 면역기능, 기분 등도 일주기 리듬이 있음

- 생체시계에 의한 수면 일주기는 약 25시간 (유전자에 의해 통제)

- 외부의 시간 부여자가 일주기 리듬을 조절

* 특히, 빛의 작용이 중요!

 

생체시계의 기제

- 생체시계 : 시상하부의 시교차상핵

 

- 빛과 생체시계

* 광화학물질(멜라놉신)을 함유한 망막의 신경절 세포가 시교차상핵과 연결

: 빛(주로 청색광)이 있으면 활성화, 없으면 비활성화

- 시교차상핵(SCN)활성화

1 송과선의 멜라토닌 분비 억제

2 시상하부배내측핵-> 복외측시삭전 영역(VLPO)역제, 오렉신 뉴런 활성화

 

- 송과선

* 취침 2~3시간 전부터 멜라토닌 분비

* 시교차상핵은 낮에 송과선에서 멜라토닌이 합성되는 것을 억제

 

4 생체시계와 외부 환경의 불일치

여행으로 인한 시차증

- 시차에 적응하느라 스트레스 코르티솔 농도 상승

- 단기간은 문제가 없으나 장기간 반복 지속되면 해마 뉴런 손상

 

적응을 위해서는?

- 현지시간으로 자고 싶은 시간 2시간 전에 멜라토닌 복용

- 다음 날 아침에 햇빛을 쬐는 등 청색광에 노출

 

야간근무

- 낮 시간의 높은 체온과 수면 문제

- 질병 위험 상승, 인지능력 저하, 사고 위험성 증가

 

적응을 위해서는?

- 낮에는 암막커튼, 안대 등을 이용하여 어두운 환경에서 취침

- 밤에는 햇빛처럼 아주 밝은 빛 아래에서 근무하는 것이 도움

 

3. 수면장애와 수면건강

1 연령과 수면

연령에 따른 일일 권장 수면 시간

 

일찍 자고 일찍 일어나는 것이 최고?

- 어렸을 때는 일찍 취침

- 청소년기부터 20세경까지는 취침시간이 점점 늦어짐 : 성 호르몬의 증가와 관련

- 노년기에는 시상하부 세포 상실, 멜라토닌 분비 감소...

서바수면 감소, 수면 단편화

- cf 우울증, 알코올, 수면 무호흡 등도 수면을 단편화 시킴

 

2 불면증

- 수면 시간에는 개인차가 존재하며, 수면의 양보다 충분하다는 느낌이 중요

- 인구의 약 9%가 정기적 불면, 약 25%가 간헐적 불면

- 소아청소년에게는 드물며, 청년기나 중년기에 시작

 

불면증으로 인한 문제

- 기억, 주의집중 등 인지적 손상과 불쾌한 정서 증가

- 우울증 등 정신장애 위험성 증가

- 면역력 감소 등 건강 문제

- 일상과 사회생활의 문제

 

불면증의 구분

- 수면시작 불면증 : 밤에 30분 이상 누워있어도 잠이 들지 않음

- 수면유지 불면증 : 수면 도중 잠을 깨는 시간이 30분 이상

- 수면종료 불면증 : 예상 기상시간보다 일찍 깨서 다시 잠을 이루지 못함

 

원인

- 환경적 요인 : 소음, 온도, 스트레스 사건

- 개인적 요인 : 통증, 식생활, 신경학적 정신과적 질병 (파킨슨병, 우울 등)

 

수면제 복용의 역설

- 자주 사용하면 의존성

- 잠들게 하지만, 다음 날 기분을 상쾌하게 만들어 주는가?

- 원인이 해결이 되지 않았는데 수면제를 중단하면 오히려 불면증 심화

 

건강한 수면을 하려면?

- 불면의 원인 파악하기

ex 스트레스 사건, 수면 습관의 문제, 수면 중 호흡 문제

- 기상 시간과 취침시간 설정하기

- 매일 정해진 시간에 일어나는 것이 중요

- 잠은 비축하거나 채워 넣는 것이 아니며, 몰아서 자기 등은 일주기 리듬을 방해

- 자신의 평소 수면시간, 연령, 생활패턴 등을 고려해서 설정하기

- 아침에 일어나서 햇빛 노출, 취침시간이 다가오면 조용하고 어둡게 하기

- 취침시간 30분 전부터는 스마트폰 등 전자 제품 멀리하기

- 침대는 잠자는 곳

- 빨리 자야 한다는 압박감, 잠자다가 중간에 깨면 안 된다는 걱정 등 벗어나기

- 졸리면 자면 된다는 마음, 안자도 된다는 마음

- 두세 번 중간에 깰 수도 있다는 마음

- 낮잠 피하고 낮 동안에 활동량 늘리기

- 커피, 홍차, 담배, 술 등을 조절하기

- 취침 전에 과식이나 배고픔 등 주의

- 체온 변화에 주의하기 (체온이 내려가면서 잠들고 올라가면서 깨어남)

 

3 기면증

- narco(수면) + elpsy(발작) = 수면발작증

- 자신의 의지로 수면 조절이 불가능한 상태

 

증상

- 밤에 충분한 수면을 취했음에도 낮 동안 심한 졸음 증상 발생

- 깨어 있는데 갑자기 근육에 힘이 빠짐 (탈력발작)

- 잠에 들거나 깨어날 때 수면 마비 (가위눌림) 증상이 자주 발생

- 입면환각

 

유병률 약 0.05%

 

원인

- 유전, 자가면역질환 등에 의한 시상하부 세포의 문제 => 오렉신 결핍

- 각성 유지가 어렵기에 각성과 수면을 빈번하게 반복

 

치료

- 오렉신은 혈액-뇌 장벽을 통과하지 못함

- 오렉신 수용기를 활성화하는 약물은 아직 없음

- 도파민, 노르에피네프린 재흡수를 억제하는 메틸페니데이트 등을 사용함