어떻게 숨소리만으로 워치보다 정확한 슬립 트래킹이 가능할까?

슬립 트래커는 처방전이 없이도 누구나 쉽게 구매가 가능하며 집에서 간단하고 편리하게 매일 밤 수면 단계를 측정하여 나의 수면을 관찰할 수 있게 해주는 도구입니다. 우리는 슬립 트래커를 통해 자신의 수면을 일상적으로 모니터링하여 매일 밤 나의 수면이 어떠한지 확인할 수 있습니다. 수면 패턴이나 수면 효율에 객관적으로 문제는 없는지, 문제가 있다면 어떻게 해결할 수 있을지, 객관적 수면 효율과 주관적인 수면 만족도의 상관관계는 어떠한지를 살펴보며 필요한 경우 전문가의 적절한 도움을 받을 수도 있죠.

슬립 트래커를 통해 질 좋은 수면을 유지하거나 수면을 개선하는 실질적 효과를 얻기 위해서는 매일 간편하게 사용할 수 있을 만큼 편리해야 하는 것과 더불어 무엇보다 슬립 트래커가 제공하는 수면 데이터가 정확해야 합니다. 나의 수면 상태에 따라 필요한 개선 서비스(intervention)가 달라질 테니까요.

예를 들어, 침대에 누워 잠에 들기까지의 시간(입면 시간)이 오래 걸리는 경우, 이 시간을 단축시켜 주는 개선 서비스가 필요할 것이고, 잠에 들었지만 일시적 각성(Wake)이 잦은 경우 이 각성을 줄여주는 개선 서비스가 필요할 것입니다. 질 좋은 수면을 방해하는 요소는 굉장히 다양하고, 개인마다 발생하는 증상 역시 다양하기 때문에 효과적인 개선 서비스를 제안하기 위해 가장 중요한 것은 개인의 정확한 수면 데이터를 파악하는 것입니다.

효과적인 수면 개선 서비스를 위해 필요한 건 정확한 수면 데이터 파악

수면 데이터가 정확하다는 것은 Sleep(Deep/Light) - Wake - REM의 각 수면 단계(sleep stage)에 대한 분석이 정확하다는 것을 뜻합니다.

수면 상태는 결국 신경계의 상태를 뜻하기 때문에 각 수면 단계는 뇌 신경계(중추 신경계)와 운동 신경계의 활성화 정도에 따라 알 수 있습니다. 예를 들어, 각성 단계(Wake)일 때에는 운동 신경계와 뇌 신경계가 모두 활성화되어 있고요. REM 단계일 때에는 운동 신경계는 안정적이지만, 뇌 신경계는 활성화되어 있을 때를 말합니다. Sleep(Deep/Light) - Wake - REM의 각 수면 단계를 정확하게 알기 위해서는 뇌 신경계와 운동 신경계의 상태를 모두 정확하게 파악할 수 있어야 합니다.

시중에 나와있는 다양한 슬립 트래커들은 저마다의 방법으로 Sleep(Deep/Light) - Wake - REM의 각 수면 단계(sleep stage)를 추적하고 분석합니다.

우리에게 가장 익숙한 슬립 트래커인 스마트 워치나 스마트 반지의 경우 액티그라피라는 신호를 통해 일어나있는지, 깨어있는지 등 아주 간단한 움직임을 추적합니다. 하지만 이 방법만을 통해서는 각 수면 단계를 정확하게 추적하고 분석하기 어렵습니다. 액티그라피 방식은 가속도 센서를 통한 움직임 추적 정도이기 때문에 운동 신경계의 변화를 추적해낼 수는 없습니다.

예를 들어 평소에 잠을 잘 못 자는 사람이 침대에 가만히 누워서 자기 위해 노력하는 시간, 즉 아직 잠에 들지는 않았는데 자는 것처럼 누워있는 시간 역시 ‘잠’으로 측정되는 커다란 약점이 있는 거죠. 최신 스마트 워치나 스마트 반지는 액티그라피의 한계를 심박변이도(HRV)를 통해 뇌 신경계의 상태를 추적하는 기능을 추가하여 보다 정확하게 수면 단계를 추적할 수 있도록 보완했습니다. 하지만 여기에도 여전히 약점이 있습니다. 사용자가 정말로 슬립 트래커를 통해 수면을 개선하는 데에 도움을 받으려면 사용하는 슬립 트래커가 Sleep(Deep/Light) - Wake - REM의 각 수면 단계를 정확하게 추적해낼 수 있어야하고, 각 수면 단계를 정확하게 알기 위해서는 뇌 신경계와 운동 신경계의 상태를 모두 정확하게 파악할 수 있어야 합니다.

특히 REM과 Wake 단계는 심박변이도(HRV)를 통한 뇌 신경계의 상태를 파악하는 것만으로는 구분할 수 없습니다. REM 과 Wake 단계 모두 뇌 신경계가 활성화되어 있기 때문입니다. 이 경우에는 운동 신경계의 상태를 파악하는 것으로 REM과 Wake 단계를 구분할 수 있습니다.

뇌 신경계와 운동 신경계를 모두 파악할 수 있는 슬립 트래커도 있을까?

시중에 나와있는 다양한 슬립 트래커 중 에이슬립의 ‘슬립루틴’이라는 서비스는 수면 중 호흡 소리를 분석해 뇌 신경계와 운동 신경계의 상태를 파악합니다. 숨소리의 리듬/주기성/패턴 등을 통해 뇌 신경계의 상태를 알 수 있고, 호흡의 톤/음색/깊이 등을 통해 운동 신경계의 상태를 알 수 있습니다. 뇌 신경계와 운동 신경계의 활성화 상태에 따라 Sleep(Deep/Light) - REM - Wake 단계를 파악할 수 있고요.

수면 중 우리는 무의식적으로 숨을 쉽니다. 신경계가 호흡을 컨트롤하고, 호흡이 컨트롤되면 신경계가 안정화되죠. 이렇듯 호흡의 안정도과 신경계의 안정도(수면의 안정도)는 연관성이 높습니다. 이에 따라 수면 중 호흡을 주관하는 뇌 신경계와 운동 신경계의 상태 정보가 숨소리에 반영됩니다. 특히 운동 신경계의 상태가 조금만 바뀌는 것으로도 기도의 모양이 달라지는데요. 기도의 작은 변화에도 숨소리의 톤, 음색, 깊이 등이 달라집니다.

숨소리의 리듬/주기성/패턴 등을 통한 뇌 신경계의 상태 파악은 심장박동의 패턴 주기인 심박변이도(HRV)를 통한 뇌 신경계의 상태 파악과 유사한 측면이 있습니다. 하지만 각 수면 단계를 더욱 정확하기 파악하기 위한 핵심 정보 중 하나인 운동 신경계의 미세한 변화를 숨소리의 톤/깊이/음색을 통해 파악할 수 있습니다. 다른 여러 방식의 슬립 트래커들보다 사용자들의 수면에 대해 트래킹 하는 정보값이 훨씬 많은 거죠.