낮‧밤의 생활이 바뀌어서 수면장애를 겪는 교대 근무자들의 근무 중 졸림증을 개선하고 이에 따른 안전사고까지 줄일 수 있는 ‘수리 모델’이 개발됐다.

간단한 수면법 실천을 통해 새벽 등 원하는 시간대에 잠에서 깨어 있을 수 있는 높게 ‘각성도’를 유지하는 ‘수면 패턴’을 찾은 것이다.

국내 연구팀이 개발한 이 수리 모델은 올해 스마트폰 어플리케이션(앱)으로 출시될 예정이어서 교대 근무자를 비롯해서 시차 발생 등 불규칙한 수면 상태에 놓이는 사람들에게 도움이 될 것으로 기대된다.

삼성서울병원 신경과 주은연, 임상간호학연구소 최수정 교수팀은 KAIST 수리과학과/IBS 의생명수학그룹 김재경 교수팀과 공동으로 매 순간 각성도를 정확하게 예측하고, 쉽게 실천하면 원하는 시간대에 높은 각성도를 유지할 수 있는 수면 패턴을 개발했다고 14일 밝혔다.

수면 패턴의 이름은 ‘적응형 생체 분할 수면(Adaptive Circadian Split Sleep)’이다. 이번 연구는 국제 학술지 ‘SLEEP’ 최근호에 게재됐으며 △KAIST/IBS 송윤민 학생 △University of Wisconsin-Madison/IBS 박세호 학생 △삼성서울병원 신경과 이수진 연구원이 함께 참여했다.

사람의 생체시계는 낮‧밤 주기에 따라 맞춰져 있어서 낮에는 활동에 최적화 된 상태를 만들고, 밤에는 회복을 위한 수면을 유도한다.

하지만 현대 사회에선 교대로 야간과 새벽에 근무하는 사람들이 많은데, 실제로 전체 노동 인구의 약 20%가 교대 근무를 하는 것으로 알려졌다.

이처럼 불규칙한 수면 패턴은 과도한 주간 졸음을 일으켜서 업무 수행 효율성 감소와 안전사고 위험을 높인다.

공동 연구팀은 교대 근무자들의 근무 전후 각성도와 웨어러블 장치를 이용해 수집한 수면 패턴을 분석해서 야간 근무에 높은 각성도를 유지할 수 있는 수면 패턴을 찾으려고 했다.

하지만 단순히 수면 시간을 늘리는 것만으로 원하는 시간에 높은 각성도를 유지할 수 없었다. 특히 미국 국립직업안전위생연구소 및 기존 연구들에서 제안한 다양한 수면 중재는 서로 상충하고, 실천하는 것조차 어려웠다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 교대 근무자들의 누적된 불규칙한 수면 기록을 모두 반영해서 매 순간 각성도를 예측하는 수리 모델을 개발했다.

이 수리 모델은 △교대 근무자들의 근무 △수면 패턴에 따라 변동하는 일주기 리듬(Circadian rhythms) △수면 압력 등을 정확하게 시뮬레이션해서 각성도를 예측할 수 있게 설계됐다.

연구팀은 수리 모델을 이용해 저녁‧야간 근무 전 특정 수면 패턴을 취했을 때의 각성도를 예측해서 여러 수면 패턴과 비교했다.

그 결과 야간 근무 직전 또는 직후에 몰아서 수면을 취하는 것보다 근무 직후 일주기 리듬에 맞는 최소한의 수면만을 취한 후 야간 근무 직전 충분한 낮잠을 취하는 것이 근무 중 높은 각성도를 유지했다.

야간 또는 새벽 근무 직후 최소한의 수면만 취하면 수면 압력이 증가해서 다음 근무 전에 취하는 낮잠에 쉽게 들 수 있었다.

특히 생체리듬에 맞지도 않은 시간대에 억지로 자거나 강제로 일어날 필요도 없는 것으로 분석됐다.

연구팀에 따르면 이번에 개발한 수리 모델 ‘적응형 생체 분할 수면’은 개인의 상황에 맞춰서 유연하게 수면 일정을 조절할 수 있기 때문에 실생활에서 쉽게 적용할 수 있다.

연구팀은 수리 모델을 적용한 모바일 애플리케이션도 개발 중이다. 올해 가을 선보일 앱에는 자동으로 수집한 수면 패턴을 이용해서 현재의 각성도를 예측하며, 다음 근무를 위한 적응형 생체 분할 수면 패턴을 계산해서 제공한다.

삼성서울병원 주은연 교수는 “올 하반기에 모바일 앱의 유용성을 평가하는 본격적인 임상시험을 시행할 예정”이라며 “교대근무 뿐만 아니라 불규칙한 생활, 시차에 따른 수면장애를 해결하는 수면 중재법이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

황운하 기자 다른기사 보기