수면 단계(sleep stage)를 정확하게 알면 우리의 잠은 어떻게 바뀔까?
|by 에이슬립
대부분의 사람들이 수면의 질을 이야기할 때 '얼마나 자는가' 라는 수면 시간에 집중합니다. 분명히 수면 시간은 좋은 잠의 중요한 요소이지만, 그것만이 전부는 아닙니다. 수면의 질은, 뇌와 신체가 자는 동안 충분히 회복할 수 있었는지 여부가 가장 중요한데요. 즉, 자는 동안 ‘깨지 않고’, ‘깊은 잠’을 잤는지를 알아야 합니다.
자는 동안 깨지 않았는지, 충분히 깊은 잠을 잤는지, 우리는 어떻게 알 수 있을까요? 그 정답은 수면 단계를 정확히 측정하고 그 결과를 스스로 파악하는 데에 있습니다.
잠을 자는 동안 우리 몸은 정지 상태로 머물러 있지 않습니다. 잠이 드는 순간부터 뇌와 신체가 네 단계의 수면 단계(sleep stage)로 구성된 수면 사이클을 반복하며 휴식과 회복의 과정을 거칩니다. 일반적으로 우리는 자는 동안 수면 사이클을 4-6회 정도 반복되는데요. 모든 수면 사이클이 같은 길이는 아니지만, 평균적으로 약 90분씩 지속되며, 이 사이클을 원활하게 진행하는 것이 제대로된 휴식과 회복을 하는 데에 필수적입니다.
우리의 수면을 이루는 다양한 수면 단계
수면 단계는 REM 수면과 NREM(Non-REM) 수면으로 구분되며, NREM 수면은 다시 N1, N2, N3 3단계로 나뉩니다. 이러한 수면 단계는 수면 중 뇌 활동을 분석하여 결정되며, 각 단계별로 구별되는 특징이 있습니다. 보통 N1과 N2단계를 얕은 잠, N3단계를 깊은 잠으로 분류합니다. 각 수면 단계는 서로 다른 역할을 담당하기 때문에 모든 과정을 빠짐없이 거치는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 무기력해지거나 쉽게 졸음을 느끼는 상태, 즉 수면무력증에 시달릴 수 있습니다.
N1 : 각성 상태(WAKE)에서 수면 상태로 넘어갈 때 아주 짧은 시간 나타나는 수면의 단계로 외부 자극을 받으면 잠에서 쉽게 깹니다. 보통 N1 단계에서 7분가량 머문 다음 빠르게 N2 단계로 넘어갑니다. 자는 동안 수면에 방해를 받지 않은 사람은 수면 사이클을 반복하며 N1 단계에서 많은 시간을 보내지 않습니다. 몸이 완전히 이완되지는 않지만 잠에 빠져들며 몸과 뇌의 활동성이 서서히 떨어지기 시작합니다.
N2 : N2 단계에서는 체온이 낮아지고 근육이 이완되며 호흡과 심박수가 느려집니다. 안구 운동이 멈추고 전반적으로 뇌 활동이 둔화됩니다. N2 단계 수면 역시 얕은 편이지만 외부 자극으로부터 깨어나는 것을 방지하기 위한 수면 방추가 뇌에서 나와 수면 상태를 유지하는 데에 도움이 됩니다. 짧은 파열 형태인 수면 방추는 기억을 강화하는 뇌파로도 알려져 있습니다. N2 단계의 수면은 1회차 수면 사이클에서 0-25분 정도가 소요되며 이후 사이클이 반복될수록 길어집니다. 대체로 수면 시간의 절반 정도가 N2 단계에 해당합니다.
N3 : 깊은 잠인 N3 단계에 들어서면 잘 깨지 않습니다. 근육은 더욱 이완되며 호흡과 심박수는 더욱 느려집니다. N3 단계에 있는 사람을 억지로 깨우면 대개 몽롱한 상태에서 눈을 뜨게 됩니다. 전문가들은 몸과 뇌의 회복 과정은 주로 3단계에서 일어나며, 현명한 사고, 창의성 및 기억에 중요한 역할을 하는 수면 단계라고 말합니다. 1회차 수면 사이클에서는 N3 단계의 깊은 잠이 20-40분 정도 지속되고, 이후 사이클이 반복될수록 N3 단계의 지속시간은 점차 짧아지고 대신 REM 수면 단계에 더 많은 시간을 보냅니다. 일반적으로 3회차 사이클부터는 N3 단계에 진입하지 않습니다.
REM : REM(렘)수면 단계에서는 각성 상태와 비슷한 수준으로 뇌가 활성화됩니다. 반면 몸의 근육은 일시적인 마비현상인 아토니아*를 경험합니다. 이때 눈과 호흡을 조절하는 근육은 예외적인데요, 눈은 닫혀 있지만 빠르게 움직이는 것을 관찰할 수 있어서 이 수면 단계를 REM(Rapid Eye Movement)이라고 부릅니다. 이 단계에서 우리는 기억을 저장하거나 감정을 처리하기 때문에 기억, 학습 및 창의력과 같은 인지 기능의 회복과 향상에 필수적입니다. 또한 꿈은 어떤 수면 단계에서든 꿀 수 있지만 NREM 단계보다 REM 단계에서 빈번하고 강렬하게 꿈을 꿉니다.
* 렘수면행동장애(RBD, Rapid Eye Movement Sleep Behavior Disorder)가 있는 사람의 경우 REM 수면 중 보통 발생하는 근육 마비현상인 아토니아가 불완전하거나 없어서 꿈꾸는 행동이 실제 움직임으로 나타나곤 합니다.
보통 잠에 들기 시작한 후 90분 정도 지나고 나서야 REM 수면 단계에 진입합니다. 수면이 지속될 수록 REM 단계의 지속시간 역시 길어집니다. 1회차 수면 사이클에서의 REM 단계는 몇 분 정도일 수 있지만, 이후 사이클에서는 약 1시간 정도 지속될 수 있습니다. 보통 총 수면 시간 중 25%가 REM 단계에 해당합니다.
수면 상태에 돌입한 후 중반까지는 모든 수면 단계를 골고루 거칩니다. 1회차 수면 사이클과 2회차 수면 사이클에서는 얕은 수면과 깊은 수면이 대부분을 차지합니다. 수면의 중반 이후부터는 N3 깊은 잠 단계까지 가지 않기도 합니다. 대신 좀 더 얕은 수면과 REM 단계의 수면이 주로 나타납니다.
자는 동안 수면 사이클이 변화하는 것은 지극히 정상입니다. 대체로 1회차 수면 사이클은 70분에서 100분 사이로 가장 짧은 편이며, 이후 수면 사이클은 대체로 90분에서 120분 사이로 이루어집니다. 계절의 변화로 밤이 길어지면 각 사이클에서 수면 단계별로 소요되는 시간의 비율 역시 달라지기도 합니다. 수면 사이클은 계절의 변화 뿐만 아니라 연령, 최근 수면 패턴 및 알코올 섭취와 같은 다양한 요소에 따라 사람마다 밤마다 다를 수 있습니다.
관건은 ‘깨지 않고’, ‘깊은 잠’을 자는 것
수면 사이클 중에 일시적 각성 상태(WAKE)가 나타나기도 하는데요. 수면 중 각성은 일종의 수면이 방해받는 상태로, 화장실에 가고 싶거나, 수면무호흡증으로 인한 불안정한 호흡, 온도/습도/조도/소음을 비롯한 수면 환경 등 그 원인이 매우 다양합니다. 이러한 일시적 각성(WAKE)로 인해 완전히 수면이 중지되기도 하지만, 아주 짧은 순간 동안 발생해서 다시 수면 상태로 돌아가는 경우도 많기 때문에 스스로 충분히 자각하지 못할 수도 있습니다. 그럼에도 수면 중 각성(WAKE)은 수면의 질을 떨어뜨리는 주요한 요인이기 때문에 좋은 잠을 위해서는 자신이 수면 중에 얼마나 잦은 빈도로 각성 상태(WAKE)를 겪는지 파악할 필요가 있습니다.
위에서 살펴본 바와 같이 각 수면 단계는 뇌와 신체의 회복과 성장에 각각 다른 역할을 하기 때문에 모든 수면 단계를 빠짐없이, 적절한 비율로 거치는 것이 중요합니다. N3 단계의 깊은 잠과 REM 수면을 충분히 얻지 못하면, 생각, 감정 및 신체 건강에 부정적인 영향을 끼칠 수 있습니다.
수면 무호흡증 환자들과 같이 수면 중 자주 깨는 사람들은 잦은 각성(WAKE)로 인해 더 깊은 수면 단계로 들어갈 수 있을 만큼 적절한 수면 사이클 진행이 어려울 수 있습니다. 불면증 환자의 경우 충분한 총 수면 시간을 확보하지 못해 각 수면 단계를 순환하기에 필요한 시간을 축적하기 어려울 수 있습니다. 충분한 시간의 수면을 취했는데도 계속 피로감을 느낄 경우, 자는 동안 나도 모르는 새에 각성 상태(WAKE)가 자주 발생하거나, N3 단계의 깊은 잠과 REM 수면 단계로의 순환 사이클을 충분히 경험하고 있지 않을 수도 있습니다.
결국, 잘 못잤다는 말은 자주 깼다는 말과 같습니다. 바꿔 말하면, 잘 자기 위해서는 자주 깨지 않는 잠을 자야 하는 것이죠. 자주 깨지 않는 잠을 자기 위해서, 수면의 질을 높이기 위해서는 현재 내 수면 상태, 수면의 질에 대한 파악이 우선되어야 합니다. 우리가 자는 동안 우리의 뇌와 신체가 제대로 휴식과 회복의 과정을 거쳤는지, 자는 동안 얼마나 깼는지, 얼마나 깊은 잠을 잤는지, 객관적으로 파악할 수 있어야 합니다. 어떤 내/외부 환경과 이유로 인해 수면에 방해를 받고 잠에서 깨는지 추적이 가능하게 되는 거죠.
수면 단계와 수면 사이클 등으로 이루어진 수면 구조(sleep architecture) 속에 담긴 데이터, 일종의 ‘잠의 기록’을 통해 우리는 이러한 정보를 파악할 수 있습니다. 병원에서 진행하는 수면다원검사(PSG)를 통해 자는 동안 내 몸과 뇌에서 발생하는 거의 모든 데이터를 아주 구체적이고 정확하게 확인할 수 있습니다. 그리고 기술이 발전함에 따라 시중에 출시되어 있는 다양한 슬립 트래커를 통해 쉽고 편리하고 일상적으로 나의 수면 데이터를 확인할 수 있게 되었습니다. 나의 생활 패턴과 수면 패턴에 맞는 슬립 트래커를 고르되, 각 수면 단계를 정확하게 측정하고 분석해주는 슬립 트래커를 사용한다면, 스스로의 수면 효울과 수면 사이클을 파악하고 수면의 질을 높이는 데에 큰 도움이 될 것입니다.
1. 수면의 질은 수면 시간이 아닌, 얼마나 원할한 수면 사이클을 통해 ‘깨지 않고’, ‘깊은 잠’을 잤는지, 뇌와 신체가 충분한 휴식을 취했는지 여부에 달려있다.
2. 자는 동안 원할한 수면 사이클이 이루어졌는지는 뇌와 운동 신경계의 활성화 여부를 통한 수면 단계 파악을 통해 알 수 있다.
3. 결국 수면의 질을 높이기 위한 노력은 스스로의 수면 단계와 수면 사이클을 정확히 파악하는 것에서 시작된다.
참고자료
1. Patel, A.K., Reddy, V., & Araujo, J.F. (2022, September 7). Physiology, sleep stages. In StatPearls. StatPearls Publishing., Retrieved December 6, 2022, from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK526132/
2. Kirsch, D. (2021, November 8). Stages and architecture of normal sleep. In A.F. Eichler (Ed.). UpToDate., Retrieved December 6, 2022, from https://www.uptodate.com/contents/stages-and-architecture-of-normal-sleep