밤샘으로 인한 수면부족은 카페인이나 선잠으로 메울 수 있는가?

밤샘으로 인한 수면부족은 카페인이나 선잠으로 메울 수 있는가?

누구나 수면시간을 잘 갖는 것이 좋다는 것은 알고 있지만 스케줄이 꽉 찬 시기에는 불가피하게 수면시간을 줄이고 수면부족 상태로 계속 움직여야 할 수도 있습니다. 이런 수면부족을 카페인 섭취나 선잠으로 메울 수 있을까 하는 의문에 대해 미시간주립대 인지신경과학 교수를 맡고 있는 킴벌리 펜이 설명하는 내용입니다.

While caffeine may help you stay awake and feel more alert, it likely won’t help you with tasks that require complex thought. And while a short nap may make you feel better on nights that you need to stay awake, it probably won’t help your performance.
In short, sufficient sleep is essential to your mind and brain, and there is simply no substitute for sleep.

과학자들은 예로부터 수면부족이 주의력을 유지하는 능력을 저하시킨다는 것을 알고 있었습니다. 예를 들어, '컴퓨터 화면을 감시하고 빨간 점이 나타날 때마다 버튼을 누른다'는 단순한 주의 과업(작업)를 부여할 경우 수면부족의 피실험자는 빨간 점이 나타났다는 것을 깨닫는 능력이 저하되는 것으로 알려져 있습니다.

또한 킴벌리 펜 등은 보다 복잡한 과업(작업)에 대한 수면부족의 영향을 살펴본 2019년 연구에서 저녁에 다양한 인지 과업(업무)을 수행하게 한 피실험자를 '집에 가서 자는 그룹'과 '그대로 실험실에서 밤새우고 일어나는 그룹'으로 나누어 다음날 오전에 다시 인지 과업(작업)를 수행하게 했습니다.

그 결과 수면부족은 단순한 주의력 저하 외에도 순서형 작업에서 더 많은 오류를 일으킨다는 것을 발견했습니다. 순서형 과업(작업)이란 일련의 순서를 건너뛰거나 반복하지 않고 순서대로 실행하는 과업(작업)을 말하며, '레시피에 기재된 대로 케이크 굽기'와 같은 현실적인 행동과 비슷합니다. 만약 실수로 설탕을 2회 첨가하거나 계란을 넣는 것을 잊어 버리면 정상적으로 케이크를 구워낼 수 없습니다.

이후 펜 등 연구팀은 수면 부족자들이 졸음을 깨우기 위해 애용하는 커피와 에너지 드링크에 포함된 카페인이 주의력과 절차적 작업의 수행능력에 미치는 영향을 조사했습니다.

수면이 부족한 피험자에게 카페인을 투여하여 인지 과업(작업)를 수행하게 하는 실험 결과 카페인은 수면이 부족한 사람의 주의력을 개선하고 잠든 사람과 동등한 퍼포먼스를 발휘하게 하는 것으로 나타났습니다. 또한 하룻밤 잠든 피실험자에게 카페인을 투여하면 더욱 성능이 향상됨에 따라 카페인은 수면부족 여부에 관계없이 모든 사람의 주의력을 유지하는 데 도움이 된다고 나타났습니다.

그러나 카페인은 수면이 부족한 사람의 순서형 작업의 수행능력을 개선하지 못했습니다. 이는 수면이 부족한 사람이 카페인을 섭취하면 단순한 게임을 플레이하는 정도의 퍼포먼스는 발휘할 수 있지만 대수 시험 등 복잡한 작업의 퍼포먼스를 발휘할 수는 없음을 시사합니다.

킴벌리 펜 등은 또 다른 연구에서 '일시적 선잠'이 수면 부족의 영향을 줄이는지 조사했습니다.

실험에서는 카페인의 효과를 조사했을 때와 마찬가지로 피실험자를 '집에 가서 자는 그룹'과 '그대로 실험실에서 밤새우고 일어나는 그룹'으로 나누었습니다. 그리고 실험실에 머무른 그룹을 '잠을 자지 않는 그룹', '오전 4~6시 30분 선잠을 자는 그룹', '오전 4~6시 60분 선잠을 자는 그룹'으로 배정하여 인지 과업(작업) 결과를 분석하였습니다.

분석 결과 집에 돌아와 잔 피실험자와 비교해 실험실에 머물렀던 피실험자는 선잠을 잤더라도 주의력이나 순서형 작업의 능력이 악화되는 것으로 나타났습니다. 또 선잠시간이 30분이었던 피실험자의 점수는 선잠을 자지 않은 피실험자보다 낮았다고 하는데, 연구자 펜은 "밤중에 선잠을 자도 수면이 부족한 날이 밝았던 아침의 인지능력에는 아무런 효과가 없었다"고 말했습니다.

펜은 "카페인은 각성상태를 유지하고 주의력을 높이는 데 도움이 될지 모르지만 복잡한 사고를 필요로 하는 일에는 도움이 되지 않을 것입니다. 또한 밤을 새우는 밤에 단시간 선잠을 자면 기분이 좋아질지도 모르지만 성과 향상으로 이어지지는 않을 것입니다. 요컨대 충분한 수면은 마음과 뇌에 필수적이지 수면을 대체할 수 있는 것은 없습니다"라고 말했습니다.

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