야나기사와 마사시가 말하는 수면의 수수께끼: 생물은 왜 잠을 자고, 잠을 자지 않으면 무슨 일이 일어나는가

원문 언어 日本語

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개요

잠든 생물은 외부 자극에 둔해지고, 천적에게 공격당할 위험도 커진다. 그런데도 신경계를 가진 모든 생물은 잠을 잔다. 이 영상에서는 각성을 유지하는 뇌 내 물질 오렉신을 발견한 수면학자 야나기사와 마사시 씨(쓰쿠바대학 국제통합수면의과학연구기구〔WPI-IIIS〕 기구장)가 수면의 기원과 역할, 수면 부족의 해악, 널리 퍼진 오해, 오렉신 발견 경위, 인공 동면 연구, 수면 장애에 대해 이야기한다. 야나기사와 씨의 입장은 분명하다. '왜 잠을 자는가'는 지금도 풀리지 않은 수수께끼지만, 잠을 줄이면 뇌와 몸에 큰 해가 생긴다는 사실은 이미 밝혀져 있다. 그리고 수면에서 가장 중요한 것은 질보다 양이라는 것이다.

15 분 분량
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수면은 뇌보다 먼저 '발명'되었다

야나기사와 씨는 '사람은 왜 잠을 자는가'는 수면학의 관점에서 보면 '영원한 수수께끼'라고도 할 수 있는 난제라고 말한다. 사람뿐 아니라, 조사한 범위에서는 모든 동물이 잠을 잔다는 사실 자체가 수수께끼이기 때문이다.

더 정확히 말하면, 잠을 자는 것은 '신경계를 가진 생물'이다. 2000년 전후부터 연구가 진행되어, 척추동물을 거슬러 올라가 물고기도 잠을 잔다는 사실이 밝혀졌다. 나아가 곤충, 선충, 오징어나 문어처럼 몸의 구조가 완전히 다른 무척추동물도 잠을 잔다는 보고가 나왔다. 곤충이나 오징어, 문어는 작지만 어엿한 뇌를 가지고 있으며 복잡한 행동을 한다. 다만 야나기사와 씨에 따르면 그들의 뇌와 우리의 뇌 사이에는 상동성이 없다. 뇌는 진화 과정에서 분명히 여러 차례 발명되었다. 그런데도 양쪽 모두 잠을 잔다면, 수면의 기원은 어디에 있느냐는 의문이 생긴다.

야나기사와 씨의 기억으로는 2017년 무렵, 해파리도 잠을 잔다는 논문이 나왔다. 해파리는 온몸에 신경세포가 있어 갓을 움직여 헤엄치고, 촉수로 쏘아 먹이를 잡는다. 그러나 중추신경계라고 부를 만한 것은 없다. 그런 해파리에게도 수면이라고 부를 수 있는 행동이 있다. 이로부터 야나기사와 씨는 수면이 뇌보다 먼저 발명되었다고 말할 수 있다고 설명한다. 다만 위험을 무릅쓰면서까지 신경계를 가진 모든 생물이 왜 잠을 자야 하는지는 잘 알려져 있지 않다고 한다.

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렘수면과 비렘수면

포유동물로 한정하면 수면은 크게 렘수면과 비렘수면으로 나뉜다. 야나기사와 씨는 렘수면을 어떤 의미에서 '앞뒤가 맞지 않는 수면'이라고 표현한다. 렘수면 중에는 줄거리가 있는 꿈이나 감정을 동반하는 꿈 등 선명한 꿈을 꾼다. 그렇다고 잠이 얕은 것은 아니다. 강한 자극을 주지 않으면 깨지 않는다는 의미에서는 깊은 수면이다. 또 렘수면 중에는 전신의 근육이 완전히 이완되는 '렘 이완'이 일어나 운동 출력이 거의 0이 된다. 예외는 호흡에 관여하는 근육과 눈 근육뿐이다. 렘(Rapid Eye Movement)이라는 이름은 꿈속 장면에 맞춰 움직이는 것으로 여겨지는, 눈꺼풀 아래의 안구 운동에서 유래했다. 한편 자율신경계의 출력은 활발해져 호흡과 심박이 불규칙해진다. 이런 조합이 '앞뒤가 맞지 않는다'고 하는 이유다.

비렘수면은 이름 그대로 렘이 아닌 수면으로, 이른바 새근새근 잠든 상태라고 야나기사와 씨는 설명한다. 흐릿한 꿈은 꾸지만 또렷한 꿈은 별로 꾸지 않는다. 뇌의 활동성이 떨어진 것이 아니라 '오프라인 상태의 유지보수 작업'을 하고 있어서, 밖에서 보면 조용히 자고 있는 것처럼 보인다. 호흡과 심박은 매우 규칙적이 된다. 비렘수면에는 얕은 단계, 중간 단계, 매우 깊은 단계가 있다.

프로그램 내레이션은 두 수면 모두에서 기억 정리가 이루어지는 것으로 여겨진다고 보충한다. 비렘수면에서는 최근의 기억을 장기 기억으로 옮기고, 렘수면에서는 스포츠나 악기처럼 말로 표현하기 어려운 기능의 정착에 관여한다고 한다. 다만 어느 수면이 어떤 기억을 어떻게 처리하는지, 자세한 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았다.

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기억의 정착, 그리고 꿈은 왜 꾸는가

배운 것을 오래 기억에 남기는 데 수면이 꼭 필요하다는 것은 확실하다고 야나기사와 씨는 말한다. 자기 전에 제대로 공부하고 하룻밤 푹 자면 그 기억이 정착된다. 수면학적으로 벼락치기는 전혀 권장되지 않는다. 짧은 잠이 아니라 밤에 충분히 자는 것이 기억을 오래 정착시키는 데 매우 중요하며, "수험생은 잘 자는 것이 중요하다"고 강조했다.

꿈에 대해 야나기사와 씨는, 수면 중에 일어나는 낮 동안의 일이나 익힌 것, 인상에 남은 장면의 일종의 '리플레이' 중 일부가 꿈으로 의식되는 현상이라고 설명한다. 왜 그렇게 되는지는 아직 알려지지 않았다. 다만 수면 중 리플레이가 기억의 정리와 정착에 필요하다는 것은 밝혀져 있다고 한다. 나아가 렘수면 중 감정을 동반한 선명한 꿈에는 스트레스 내성을 기르는 역할이 있다고 많은 심리학자가 주장하고 있다. 현실에서 일어날 수 있는 스트레스 상황을 불쾌한 꿈속에서 '예행연습'함으로써 스트레스에 대한 내성이 생기고, 감정적으로 쉽게 흔들리지 않게 되는 것이 아니냐는 학설이다.

문어의 피부, 펭귄의 몇 초짜리 잠, 반구 수면

동물에게 꿈의 내용을 물어볼 수는 없기 때문에 동물이 꿈을 꾼다고 단정할 수는 없다. 다만 내레이션에 따르면 수면 중 안구 운동 등 인간과 공통되는 반응을 근거로, 많은 동물도 꿈을 꾸고 있을 가능성이 높다고 여겨진다.

야나기사와 씨가 예로 든 것은 문어다. 문어에게도 '조용한 수면(콰이어트 슬립)'과 '활동적인 수면'의 두 종류가 있다는 사실이 최근 보고되었다. 이를 렘·비렘이라고 부르는 것이 적절한지는 알 수 없다고 한다. 활동적인 수면 동안 몸은 움직이지 않고 잠든 채인데도 피부색이 확 변하는 현상이 관찰되었다. 꿈 같은 일이 일어나고, 그 장면에 맞춰 위장하고 있다는 해석이 성립한다. 다만 문어에게 어떤 꿈을 꾸는지 물어볼 수는 없으니 엄밀하게는 알 수 없다고 야나기사와 씨는 단서를 달았다.

이 밖에도 야나기사와 씨는 어떤 종의 펭귄이 1회 4~5초 정도의 아주 짧은 잠을 하루에 수천 번 반복해, 합계 8시간, 10시간, 혹은 그 이상 자는 사례를 들었다. 돌고래나 고래류는 대뇌의 좌반구와 우반구를 따로 재울 수 있기 때문에, 밖에서 보면 거의 24시간 깨어서 계속 헤엄치는 것처럼 보인다. 동물은 환경에 맞춰 다양한 잠자는 방식을 획득해 왔다. 그래도 왜 잠을 자야만 하는지는 여전히 수수께끼로 남아 있다.

수면의 2대 수수께끼——'기능'과 '졸음의 정체'

야나기사와 씨는 수면에 큰 수수께끼가 두 가지 있다고 정리한다. 하나는 신경계를 가진 모든 생물이 왜 잠을 자야만 하는가라는, 수면의 근원적인 기능이다. 이에 대해서는 아직 명쾌한 답이 없다.

또 하나는 이와 관련된 '졸음의 실체'다. 사람은 계속 깨어 있을 수 없다. 깨어 있는 시간이 길어질수록 수면에 대한 압력이 쌓이고, 자각적으로도 졸려진다. 이를 해소하려면 자는 수밖에 없으며, 수면 중에 압력은 서서히 해소된다. 당연하게 들리지만, 이 '졸음'이 뇌 속에서 구체적으로 어떤 상태인지는 아직 거의 아무것도 밝혀지지 않았다고 야나기사와 씨는 말한다.

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수면 부족으로 뇌와 몸에 무슨 일이 일어나는가

반면 잠을 잃었을 때 무슨 일이 일어나는지는 밝혀지기 시작했다. 야나기사와 씨에 따르면 하룻밤의 수면 부족만으로도 뇌의 퍼포먼스는 크게 떨어진다. 하룻밤을 꼬박 새운 상태의 뇌 퍼포먼스는 순수 알코올 20g을 1포션으로 할 때 3~4포션을 마신 뒤와 비슷한 수준이라고 한다. 이는 와인으로는 한 병, 생맥주로는 거의 2리터 가까이, 사케로는 3~4홉에 해당하며, 완전히 취한 상태에 가깝다.

밤을 새우지 않더라도 하루 6시간 수면을 2주 정도 계속하면 밤샘과 비슷한 수준까지 퍼포먼스가 떨어진다. 하루 4시간 수면이라면 5~6일 만에 밤샘과 같아지고, 2주를 계속하면 사흘 밤을 자지 않은 것과 비슷한 수준까지 떨어진다. 야나기사와 씨가 '무섭다'고 말하는 것은, 그때의 자각적인 졸음이 기껏해야 하룻밤 새운 정도로밖에 올라가지 않는다는 점이다. 만성적인 수면 부족을 자각적인 졸음이 따라가지 못한다. 익숙해져 버린다고도 할 수 있다.

여기서 말하는 퍼포먼스에는 일이나 정보 처리의 속도, 실수나 놓치는 것의 적음뿐 아니라 감정 조절도 포함된다. 끙끙 앓거나, 짜증을 내거나, 화를 잘 내게 된다. 나아가 야나기사와 씨가 무겁게 보는 것은 한 걸음 물러나 높은 곳에서 큰 그림을 보는 능력, 자신의 행동을 객관적으로 평가하는 메타인지, 창의성이 손상된다는 점이다.

몸에 미치는 영향도 크다. 야나기사와 씨는 최악의 경우 우울증에 이르는 정신 건강 문제, 비만·고혈압·당뇨병·고지혈증 같은 대사증후군, 그리고 거기서 뇌졸중이나 심근경색 등 순환기 질환에 이르는 위험의 증가를 꼽았다. 면역계도 약해져 감염병에 걸리기 쉬워진다. 백신을 맞아도 항체가가 잘 오르지 않는다는 보고도 있다. 길게 보면 일부 암의 위험도 높아진다. 장래의 치매 위험도 높아진다는 '분명한 결과'가 나와 있다고 한다. 게다가 이런 병에 걸리면 수면이 나빠진다는 사실도 밝혀져 있기 때문에 악순환에 빠지기 쉽다.

수면 부채는 갚을 수 있지만 저축은 할 수 없다

쌓인 수면 부족은 '수면 부채'라고도 불린다. 야나기사와 씨에 따르면 어느 정도의 부채는 갚을 수 있다. 평일에 잠이 부족하고 주말에 오래 자서 조금 갚는 패턴을 이어 가는 사람이 많다. 다만 이틀로는 아마 부족하며, 쌓인 부채를 다 갚으려면 최소 3~4일이 걸리는 것으로 알려져 있다.

야나기사와 씨는 이른바 '몰아 자기'는 잠을 저축하는 것이 아니라 쌓인 빚을 갚고 있는 상태라고 설명한다. 수면이 완전히 충족된 상태에서는 사람은 더 이상 잘 수 없다. 그래서 잠을 저축하는 것은 엄밀히 말해 불가능하다.

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필요한 수면 시간은 유전으로 정해지며, 4일 밤의 실험으로 알 수 있다

수면의 질을 생각하기 전에 자신에게 필요한 수면 시간을 알아야 한다고 프로그램은 짚는다. 야나기사와 씨에 따르면 필요충분한 수면 시간에는 표준편차로 ±1시간 정도의 개인차가 있다. 나이에 따른 차이도 커서, 20세 전후의 평균은 8시간 반 가까이인 데 비해 70세에는 6시간 반 이하가 되어 2시간 정도의 차이가 난다.

같은 나이 안에서의 개인차는 유전성(헤리터빌리티)이 매우 높다는 사실이 밝혀져 있다. 야나기사와 씨는 수면 시간의 유전율이 키의 유전율보다 높다고 말했다. 아주 드물게 필요한 수면 시간이 극단적으로 짧은 사람들이 있다. 이들이 쇼트 슬리퍼다. 야나기사와 씨는 이들이 타고난 체질이며, 훈련으로 쇼트 슬리퍼가 될 수는 없다고 강조했다.

자신에게 필요한 수면 시간을 아는 방법으로 야나기사와 씨는 4일 밤 연속으로 잘 수 있는 만큼 자 보기를 권한다. 일본인 대부분은 평소 수면 부채를 안고 있기 때문에 첫날 밤에는 아주 오래 잔다. 둘째 날 밤에는 부채를 일부 갚았으므로 짧아지고, 셋째 날 밤에는 더 짧아진다. 넷째 날 밤쯤에 안정되어 더 이상 변하지 않는다. 이 셋째 날, 넷째 날 밤 이후의 수면 시간이 그 사람에게 필요충분한 수면 시간이라고 한다. 연휴나 여름휴가에 가능하면 4일 밤, 최소 3일 밤 이런 환경을 확보할 수 있다면 꼭 시도해 보라고 야나기사와 씨는 말했다.

20:47

'질로 보충한다'는 통하지 않는다——골든타임설과 '누워만 있어도 쉬어진다'설

야나기사와 씨는 "수면의 질에서 가장 중요한 것은 양"이라는 말을 자주 한다고 한다. 먼저 충분한 수면 시간을 확보하고, 그 위에서 질을 높인다. 일본인, 특히 젊은 세대는 대체로 수면이 부족하지만, 자는 동안의 질은 오히려 좋고 깊은 수면도 많이 취하고 있다. 야나기사와 씨에 따르면 이는 뇌가 비명을 지르는 상태로, 짧은 수면 안에서 최대한 깊이 자려고 피드백이 작동해 가장 깊은 비렘수면이 늘어난다는 사실이 밝혀져 있다. 그러니 질을 높이고 싶다면 양을 확보하는 수밖에 없다.

야나기사와 씨는 이른바 '수면 골든타임'을 '거의 거짓말'이라고 말한다. 예전에는 밤 10시부터 새벽 2시가 골든타임이라고 했고, 최근에는 '잠들고 처음 3시간이 중요하다'는 말이 자주 나온다. 확실히 잠들고 처음 3시간 정도 사이에 가장 깊은 비렘수면(서파수면, N3)이 나타난다. 그때 기억 정리나 장기 기억으로의 이동 같은 유지보수가 일어나고 성장호르몬도 분비된다. 성장호르몬은 아이의 몸을 키울 뿐 아니라 어른에게도 뼈·근육·피부 세포의 유지보수에 중요하다. 여기까지는 사실이라고 야나기사와 씨는 인정한다. 그러나 최근 10~20년 정도의 수면학에서, 밤 후반에 늘어나는 렘수면이나 후반의 얕은 비렘수면도 모두 중요하다는 사실이 밝혀졌다. 결론적으로 골든타임은 없으며, 하룻밤의 수면 전체가 중요하다고 한다.

야나기사와 씨가 또 하나 부정하는 것은 '잠이 오지 않을 때도 누워서 눈을 감고 있으면 꽤 쉬어진다'는 조언이다. 자지 않는 한 수면 부채는 절대 해소되지 않는다. 게다가 이 조언은 경우에 따라 불면증의 입구가 된다. 한두 번이라면 괜찮지만, 거의 매일 밤 잠들지 못한 채 침대에서 괴로워하기를 반복하면, 심리학에서 말하는 조건화에 의해 '내 침대는 잠들 수 없는 곳'이라고 몸이 기억해 버린다. 이것이 본격적인 불면증의 입구가 되기 때문에 야나기사와 씨는 이 조언이 잘못되었다고 생각한다.

24:43

침실 환경, 체내 시계, 수면 의식

양을 확보한 뒤 질을 높이는 방법으로, 야나기사와 씨는 먼저 침실 환경에 대해 "어둡고 조용하고 아침까지 적정 온도"라고 표현한다. 자는 동안에는 원칙적으로 캄캄하고 조용하게 하며, 여름에도 겨울에도 에어컨을 끄지 않는다.

체내 시계를 조절하는 것도 매우 중요하다고 한다. 이상적인 것은 휴일을 포함해 매일 밤 거의 같은 시각에 자고 같은 시각에 일어나는 규칙적인 수면이다. 아침에 일어나면 커튼을 열어 밝은 빛을 눈에 넣고 아침 식사를 한다. 반대로 밤 8~9시경부터 심야에 걸쳐서는 밝은 빛을 피하고, 어둑하다고 느낄 정도의 환경에서 지내는 것이 이상적이다. 야나기사와 씨는 일본 주택의 밤 조명이 세계적으로 봐도 너무 밝다고 지적했다.

자기 직전에 대해서는 수면 의식(베드타임 루틴)이 "아주 중요하다"고 말한다. 매일 밤 비슷한 행동 패턴을 취하면 몸이 그것을 '잘 시간'이라고 기억해 실제로 졸려진다. 무엇이 좋은지는 사람마다 다르며, 누구에게나 듣는 마법 같은 처방은 없다. 자신이 편안해질 수 있는 일련의 행동을 하면 된다.

27:08

스마트폰의 해악은 빛보다 '인터랙티브함', 술은 최악

스마트폰의 빛이 해롭다는 말이 자주 나오지만, 야나기사와 씨는 여기에는 별로 근거가 없다고 말한다. 요즘 스마트폰이나 태블릿은 해 질 녘 이후나 어두운 곳에서는 자동으로 어두워지고, 색도 노르스름해져 블루라이트를 줄인다. 그래서 '블루라이트가 나쁘니 침대에서 스마트폰을 보지 말라'는 말에는 과학적 근거가 없다고 한다.

야나기사와 씨가 문제로 보는 것은 게임, SNS의 채팅이나 '좋아요', 숏폼 영상 같은 인터랙티브한 콘텐츠다. 숏폼 영상은 계속해서 조작을 요구하고, AI가 흥미를 끄는 콘텐츠를 연이어 내보내기 때문에 다음에 뭐가 나올지 두근거리게 된다. 이를 계속하면 언제까지나 졸리지 않고 잠드는 시간이 뒤로 밀려, 정신을 차려 보면 1시간, 자칫하면 2시간이 지나 있다. 수면이 줄어드는 꽤 주요한 원인이 된다고 한다. 야나기사와 씨 자신도 숏폼 영상을 보기 시작했다가 어느새 30분이 지나 있었던 실패가 있다고 인정했다.

자기 전 술에 대해서는 수면에 "사실 최악"이라고 말한다. 알코올에는 직접적인 최면 작용이 있어서 잠들 수는 있고, 거기에 속아 버린다. 하지만 알코올이 들어간 수면은 깊은 수면이 줄고, 불안정해지며, 중간에 깨는 일도 늘어 질이 극히 나쁘다. 매일 밤 한 잔 마시지 않으면 잠들지 못하는 사람은 병원에 가 달라고 야나기사와 씨는 말한다. 지금은 효과적이고 안전하며 습관성도 없는 새로운 유형의 처방 수면제가 있어서, 그것을 먹고 자는 편이 술로 자는 것보다 머리에도 몸에도 훨씬 좋다고 한다.

30:37

오렉신의 발견——식욕 물질로 여겨졌다

그 새로운 수면제 중 하나가 오렉신 수용체 길항제다. 오렉신은 뇌 속에서 각성을 유지하는 물질로, 이를 발견한 사람이 야나기사와 씨다.

야나기사와 씨에 따르면 발견은 1995~96년경으로 거슬러 올라간다. 뇌에는 신경세포 간 정보 전달을 담당하는 '열쇠 구멍 분자'(수용체)가 많이 있는데, 그중 대응하는 '열쇠 분자'가 밝혀지지 않은 것(오펀 수용체)이 많이 발견되어 있었다. 미지의 열쇠를 찾으면 새로운 생물학을 시작할 수 있으리라 생각하고 찾는 과정에서 발견된 것이 오렉신이었다.

다만 그 시점에 알고 있던 것은 새로운 물질이 뇌에 있다는 사실뿐이었다. 오렉신을 만드는 신경세포는 뇌 깊숙한 시상하부 중에서도 식욕에 관여한다고 알려진 부위에만 존재했다. 오렉신을 쥐의 뇌에 주사하면 직후에 많이 먹게 되었고, 굶겨서 배고프게 하면 뇌 속 오렉신 생산량이 늘었다. 그래서 야나기사와 씨 연구팀은 식욕을 제어하는 뇌 내 물질일지도 모른다고 생각했고, 1998년의 첫 논문에서는 그렇게 보고했다. 의학적으로도 식욕 제어는 중요한 과제여서 매우 흥미진진했다고 한다.

다음으로 야나기사와 씨 연구팀은 오렉신을 만들지 못하는 마우스를 만들었다. 식욕을 촉진하는 물질이라면 그것을 잃은 마우스는 먹는 양이 줄어 마를 것이다. 그런데 식사량도 체중도 사망률도 일반 마우스와 거의 다르지 않았다. 야나기사와 씨는 "모처럼 새로운 뇌 내 물질을 찾았는데, 있으나 없으나 똑같다니"라며 난감했다고 돌아본다.

33:48

행동 정지 발작의 정체는 기면증이었다

그래서 야행성인 마우스의 야간 행동을 적외선 카메라로 촬영했다. 그러자 활발하게 움직이던 마우스가 갑자기 툭 움직이지 않게 되고, 때로는 옆으로 쓰러졌다가 30초에서 1분 정도 뒤에 다시 일어나 움직이기 시작했다. 이런 '행동 정지 발작' 같은 현상이 자주 관찰되었다. 야나기사와 씨 연구팀은 처음에 경련을 동반하지 않는 유형의 뇌전증이 아닐까 생각했다.

뇌파를 측정해 보니 뇌전증에 특징적인 이상은 없었고, 쓰러짐과 동시에 각성에서 갑자기 수면으로 넘어간다는 사실이 밝혀졌다. 내레이션의 설명으로는, 보통 렘수면은 비렘수면을 거쳐 찾아오는데 이 마우스에서는 그 순서가 무너져 렘수면에 동반되는 이완 때문에 쓰러졌던 것이다. 야나기사와 씨는 이것이 사람의 중추성 과다수면증 중 하나인 기면증(나르콜렙시)과 완전히 같은 증상이라는 것을 깨달았다고 한다.

나아가 비렘수면에도 이상이 있었다. 야나기사와 씨에 따르면 마우스도 정상적으로 잠들 때는 재료가 있으면 둥지를 만들고, 그 안에서 웅크려 털을 고르는 등 준비를 한 뒤 잔다. 갑자기 툭 쓰러져 자는 일은 없다. 그런데 이 마우스는 갑자기 쓰러져 비렘수면에 들어가 버린다. 렘 발작도 비렘 발작도 일어난다. 즉 제대로 각성을 유지하지 못하는 상태이며, 바로 사람의 기면증이었다. 이렇게 해서, 의도한 것은 아니었지만 오렉신이 결핍되면 기면증이 된다는 사실을 발견했다. 거꾸로 말하면 오렉신은 뇌를 제대로 각성 상태로 유지하는 데 필수적인 물질이라는 것이 밝혀졌다. 이후 연구에서 오렉신은 뇌 속 각성계의 '우두머리' 같은 물질이라는 사실이 밝혀져 갔다. 야나기사와 씨는 그야말로 블루오션이라는 감촉을 얻었다고 한다.

같은 무렵, 스탠퍼드대학의 에마뉘엘 미뇨 씨 연구팀이 완전히 독립적으로 반대 방향에서 같은 결론에 도달해 있었다. 그들은 유전성 기면증을 가진 개 가계를 오랫동안 유지해 왔는데, 원인 유전자를 찾은 결과 그것이 오렉신 수용체 중 하나라는 사실을 밝혀냈다. 야나기사와 씨 연구팀은 오렉신 유전자에서 출발해 마우스에서 그것을 망가뜨리자 기면증이 되었다. 미뇨 씨 연구팀은 기면증이라는 병에서 출발해 원인 유전자가 오렉신 수용체임을 찾아냈다. 두 종에서 리간드와 수용체의 이상이 같은 병으로 이어진다는 사실이 동시에 발견되어 매우 흥분했다고 야나기사와 씨는 돌아본다.

길항제에서 작용제로——25년 전에는 외면받았던 구상

오렉신의 작용을 억제하면 잠을 유도할 수 있을 것이라는 발상에서 새로운 유형의 수면제가 개발되었다. 야나기사와 씨에 따르면 일본에서는 첫 번째 약이 약 10년 전에 임상에서 쓰일 수 있게 되었다. 안전하고 습관성이 없으며 '졸업할 수 있는 수면제'라고 한다.

나아가 야나기사와 씨는 지금 뉴스에서도 주목받는 것이 오렉신 작용제라고 말한다. 오렉신 수용체에 결합해 오렉신을 대신하는 약이 드디어 쓰일 수 있게 되어 가고 있다고 한다. 사실 야나기사와 씨는 오렉신이 결핍되면 기면증이 된다는 사실이 밝혀진 직후, 작용제를 만들면 기면증의 특효약이 될 것이 이론적으로 명백했기 때문에 제약 회사들에 제안했다. 그러나 25년쯤 전 당시에는 어느 제약 회사도 제대로 상대해 주지 않았다. 기면증은 비교적 드문 병이라고 여겨졌기 때문이다. 야나기사와 씨는 1000명에 1명꼴로 발생하므로 결코 드물지는 않지만, 고혈압이나 당뇨병만큼 빈도가 높은 질환도 아니라고 설명한다.

수상, 그리고 미국에서 일본의 연구 거점으로

야나기사와 씨는 2023년에 생명과학 브레이크스루상을 받았다. 1건당 300만 달러 정도로 세계에서 상금액이 가장 높은 것으로 알려져 있으며, 할리우드 셀러브리티들이 와서 레드카펫에서 시상식이 열리는 화려한 상이라고 한다. 또 논문이 많이 인용되어 파급 효과가 큰 연구자에게 주어지는 클래리베이트 인용 우수 연구자상도 받았다. 브레이크스루상 수상자 중에서 상당수의 노벨상 수상자가 나온 것은 사실이며, 등용문 같은 상을 받은 것은 영광이라고 말한다. 그보다 야나기사와 씨가 강조한 것은, 수면이 사회적으로 매우 중요한 분야인데도 지금까지 정말 메이저한 학술상이 나온 적이 없었다는 점이다. 미뇨 씨와는 늘 공동 수상을 해 왔으며, 수면학이 메이저한 상을 받았다는 것 자체가 훌륭한 일이라고 한다.

경력에 대해 야나기사와 씨는 31세(1991년)에 미국으로 건너갔다고 말한다. 이른바 유학이 아니라 텍사스대학교 사우스웨스턴 메디컬센터에 연구실 책임자인 PI(Principal Investigator)로 영입되어 처음으로 자신의 독립된 연구실을 가졌다. 내레이션에 따르면 미국에서 오렉신을 발견한 야나기사와 씨는 일본으로 돌아가는 것을 거의 생각하지 않았다. 전환점은 2010년 국가의 대형 기초연구 지원 프로그램에 선정되어 쓰쿠바대학에 연구실을 연 것이었다.

그 후 세계 최고 수준의 연구 거점을 만드는 국가 사업에 지원해 '미국의 디파트먼트를 일본 안에 만든다'는 구상을 내세웠다. 이것이 평가받아 선정되었고, 수면 연구에 특화된 WPI-IIIS를 설립했다. 현재는 20개 이상의 독립된 연구실이 있으며, 대학원생까지 포함해 350명 가까운 체제로 운영되고 있다. 가장 큰 특징은 모든 연구실이 어떤 형태로든 수면 기초연구를 하고 있다는 점으로, 수면 기초연구에 특화된 연구소로서는 완전히 세계 최대 규모이며, 수준에서도 세계 최첨단의 한 축을 담당하고 있다고 자부한다고 야나기사와 씨는 말했다.

45:01

인공 동면은 더 이상 SF가 아니다

야나기사와 씨는 "인공 동면은 더 이상 SF가 아니다"라고 말한다. 내레이션에 따르면 2020년, WPI-IIIS의 사쿠라이 씨 연구팀은 뇌 속 극소수의 신경세포인 'Q뉴런'에 주목했다. 야나기사와 씨의 설명으로는, 원래 동면하지 않는 마우스에서 시상하부 앞쪽에 있는 이 극소수의 신경세포를 특이적으로 자극하면 마우스가 갑자기 동면 같은 상태가 된다. 체온이 실온과 거의 같아질 때까지 떨어지고, 움직이지 않고 차가워져 언뜻 죽은 것처럼 보인다. 그러나 거기서 회복하면 완전히 건강한 상태로 돌아온다. 사쿠라이 씨 연구팀은 마우스에서도, 더 큰 랫드에서도 성공했으며, 현재는 마모셋 등 영장류에서 같은 일이 일어나는지 확인하려 하고 있다.

내레이션은 인간에게도 Q뉴런과 같은 종류의 신경세포가 있다는 사실이 밝혀져 있기 때문에, 인간에게도 동면하는 능력이 남아 있을지도 모른다고 말한다. 야나기사와 씨에 따르면 포유류의 계통수를 보면 동면하는 종은 여러 가지에 드문드문 조금씩 있고, 영장류에도 마다가스카르인가 어딘가에 동면하는 원숭이가 있다. 이로부터 동면의 잠재 능력은 포유류의 뿌리에 있으며, 그것을 쓰느냐 마느냐가 종에 따라 다르다는 생각을 할 수 있다고 한다.

인간에게서 실현된다면 먼 미래에는 우주여행이나, 수십 년 동안 잠들어 미래로 가는 것 같은 SF적 응용의 가능성도 있다. 그러나 야나기사와 씨가 무엇보다 기대하는 것은 응급의료의 변화다. 중병이나 사고가 났을 때 그 자리에서 동면 상태로 만들 수 있다면, 병의 진행을 늦추고 적절한 치료가 가능한 곳으로 이송할 때까지 말하자면 시간을 멈춰 둘 수 있다. 응급의료에 엄청난 변화를 일으킬 수 있는 가능성이 있다고 보고 주목하고 있다고 한다.

48:36

불면증——주관의 병과 인지행동치료

프로그램은 대표적인 수면 장애로 불면증과 수면무호흡증후군을 다룬다. 야나기사와 씨에 따르면 불면증은 매우 빈도가 높은 질환이다. 국민 4~5명 중 1명, 고령자는 3명 중 1명이 많든 적든 불면을 호소하며, 졸리다, 기운이 나지 않는다 같은 낮 시간의 장애가 만성적으로 이어지면 불면증으로 진단된다.

야나기사와 씨는 불면증이 기본적으로 인간에게만 있는 병일 것이라고 말한다. 인간 이외의 동물이 잠을 못 잔다는 고민을 안는 일은 아마 없다. 왜 잠을 못 자게 되는지가 어려운 이유는 불면증이 근본적으로 주관적인 병이기 때문이다. 환자 본인이 잠을 못 잔다고 느끼는 것과 객관적으로 잠을 못 자는 것은 종종 어긋난다. 뇌파를 측정하면 건강하게 잘 자고 있는 동안에도 본인은 잠을 못 잤다고 느끼는 경우가 매우 흔하다.

세계적으로 볼 때 불면증에 가장 효과가 있는 치료는 수면제가 아니라 인지행동치료라고 야나기사와 씨는 말한다. 불면증 환자에게 흔한 것은, 잠을 못 자니까 빨리 자야 한다며 밤 10시쯤부터 침대에 들어갔다가 잠들지 못해 불안이 커지고, 더욱 잠을 못 자게 되는 악순환이다. 인지행동치료에서는 반대로 늦게 자고 일찍 일어나게 해 침대에 있는 시간을 줄인다. 많은 환자가 "잠을 못 잔다고 하는데 자지 말라니 무슨 소리냐"며 당황한다. 낮에는 졸려서 견딜 수 없다고 호소하지만, 이윽고 침대에 있는 동안만큼은 푹 잘 수 있게 되고, 그것이 실마리가 되어 수면에 대한 불안이 사라지면서 잘 수 있게 되어 간다. 야나기사와 씨는 이것만이 전부는 아니지만 그런 사고방식이라고 설명했다. 치료에는 보통 몇 달이 걸리는 힘든 과정이지만, 잘되면 몇 년 동안 효과가 이어지고 기본적으로 완치된다고도 알려져 있다고 한다.

52:19

수면무호흡증후군——자각 없이 수명을 줄이는 병

야나기사와 씨는 불면증보다 더 고약한 것이 수면무호흡증후군이라고 말한다. 불면증 환자는 괴로워서 병원에 가지만, 무호흡에는 자각 증상이 없는 환자가 많다. 야나기사와 씨가 든 수치로는 일본 국내에서 수면무호흡이 있는 사람은 2200만 명, 그중 치료가 필요한 중등증 이상만 잠재적으로 940만 명으로 추정된다. '엄청난' 숫자로, 국민의 1할 정도가 치료가 필요한 무호흡을 안고 있으며, 중년 이후 남성은 3명 중 1명 정도라고도 한다.

1시간에 30회 이상, 즉 2분에 1회 이상 숨이 멈추면 중증으로 판단된다. 야나기사와 씨에 따르면 중증 무호흡을 치료하지 않고 방치하면 그 후 10여 년 사이에 4할 정도가 뇌졸중, 심근경색, 대동맥 박리, 수면 중 부정맥에 의한 돌연사 같은 심혈관 사건으로 사망한다는 역학 조사가 있다고 한다. 사망하지 않더라도 뇌졸중으로 후유증이 남는 사람도 많다. 그런데도 9할 이상이 치료를 받지 않는 것이 현실이라고 한다.

치료로 이어지지 않는 이유로 야나기사와 씨는 '고작 코골이'라고 여겨지는 점을 든다. 함께 자는 사람이 없으면 코골이조차 지적받지 않는다. 코를 심하게 고는 사람은 대부분 많든 적든 무호흡이 있다고 생각하는 편이 좋다. 한밤중에 2~3회 이상 화장실에 가려고 깨는 야간빈뇨도 자주 나타나는 자각 증상으로, 그런 사람은 먼저 무호흡을 의심해 보라고 한다. 고령이 되기 전까지는 남성의 빈도가 압도적으로 높다. 또 뚱뚱한 중년 남성의 병이라는 이미지는 맞지 않으며, 특히 아시아인은 말랐어도 위턱이나 아래턱이 작은 골격의 사람에게 많다. 혀가 갈 곳이 없어져서 똑바로 누워 잘 때 혀가 뒤로 처져 기도가 막히기 때문이다. 야나기사와 씨는 자칫하면 불면증 이상으로 빈도가 높은데도 환자가 병원에 가지 않는 병이라고 말했다.

56:37

야나기사와 씨 자신의 수면법——코어타임, 스누즈는 1회, 15초 호흡

야나기사와 씨 자신은 0시부터 7시를 '수면 코어타임'으로 정하고, 주말을 포함해 이 시간은 가능한 한 수면 이외에는 쓰지 않으려 하고 있다. 지키지 못하는 날도 있다고 한다.

알람 스누즈를 5번, 10번씩 계속 거는 것은 "정말 그만했으면 좋겠다"고 말한다. 스누즈를 반복하는 동안의 잠은 매우 얕아서 시간 낭비이기 때문이다. 정말 일어나야 하는 시각의 10분쯤 전에 한 번 울리고, 스누즈는 1회까지, 알람은 총 2회로 그칠 것을 권한다. 한 번만 하는 스누즈에는 효과가 있다는 보고가 있으며, 한 번 얕은 수면으로 옮겨 간 뒤 아슬아슬하게까지 자면 다음 알람에 더 수월하게 일어날 수 있다는 논문도 나와 있다고 한다.

야나기사와 씨에게도 스트레스나 걱정거리, 해야 할 일이 쌓여 잠들지 못하는 밤이 가끔 있다. 그럴 때는 반쯤 포기하고 있다고 말하면서도, 신경 쓰는 것이 심호흡이다. 본인이 '15초 호흡'이라고 부르는 방법으로, 7초 정도에 걸쳐 코로 천천히 크게 들이마시고 8초 정도에 걸쳐 내쉰다. 한 번 왕복에 15초로, 4번 반복하면 딱 1분이 된다. 자신의 심박을 세면서 하면 어느새 잠들 수 있다고 권하고 있다.

59:30

일본인의 수면 부족, 아이들의 해마, 그리고 '신의 선물'

야나기사와 씨에 따르면 여러 조사에서 일본인이 세계에서 가장 수면이 부족한 국민이라는 사실이 거듭 드러나고 있다. 내레이션은 국제 비교에서 일본인의 평균 수면 시간이 유럽보다 약 1시간 짧고, 수면 시간이 전반적으로 짧은 아시아 안에서도 일본의 짧음은 두드러진다고 말한다. 야나기사와 씨는 그 이유를, 일본인이 수면을 경시하고 생활 속에서 수면에 우선순위를 두지 않기 때문이라고 간단히 말했다.

야나기사와 씨가 특히 심각하다고 말하는 것은 아이들의 수면 부족이다. 일본의 중고등학생 중 의학적으로 충분한 수면 시간을 확보하고 있는 아이는 아마 1할 이하라고 한다. 수면이 부족하면 공부도 안 된다는 데이터는 "수두룩하다". 예로 든 것이 도호쿠대학의 논문으로, 다양한 연령대의 아이 300명 정도의 뇌를 MRI로 촬영해 기억에 중요한 해마의 부피를 측정했다. 결론은 단순해서, 잠이 부족한 경향이 있는 아이는 해마가 작고, 잘 자는 아이는 해마가 컸다. 야나기사와 씨는 어린 시절의 수면 부족이 평생의 핸디캡이 되고 있을 가능성이 있다고 우려를 나타냈다.

마지막으로 인류에게 수면이란 무엇인지 묻자 야나기사와 씨는 "신의 선물"이라고 답했다. 많은 포유동물 가운데 인간만이 밤에 한꺼번에 깊이 이어서 자는 능력을 가지고 있다고 한다. 일부 학설에서는, 인간이 머리가 좋아져 밤의 안전한 환경을 확보할 수 있게 되면서 푹 잘 수 있게 되었고, 그 덕분에 더욱 머리가 좋아졌다, 즉 깊이 이어서 자는 능력과 고도의 두뇌가 공진화했다고 본다. 인간 특유의 잠자는 방식이니 소중히 여겨 주었으면 한다, 밤의 수면을 가볍게 여기지 말아 달라는 것이 야나기사와 씨의 메시지다. 사람은 왜 잠을 자는가라는 물음에는 지금도 답이 나오지 않았다.