과학자들은 인간이 그들의 삶의 약 3분의 1을 자는 단일한 진화적 이유에 대해 여전히 논쟁 중이지만, 수십 년의 연구는 자는 동안 뇌와 신체가 실제로 무엇을 하는지를 자세히 매핑했습니다. 2가지 프로세스가 지배합니다. 뇌는 뚜렷한 전기 단계를 순환하고, 밤 동안 그것은 깨어있는 동안 수행하기 어려운 유지 보수 작업을 수행합니다.
밤은 반복되는 90분 주기로 구성됩니다
미국 국립 아동 보건 인간 발달 연구소(NICHD)에 따르면, 수면은 비REM(NREM) 수면과 빠른 안구 운동(REM) 수면 사이를 교대로 반복합니다. NREM 자체는 3단계를 가지고 있습니다: 단계 1은 수면으로의 간단한 전환입니다; 단계 2는 더 느린 뇌파와 체온 저하를 가져옵니다; 단계 3은 깊은 수면으로, 가장 느린 심박수와 호흡, 그리고 조직 수복을 위한 성장 호르몬의 방출로 특징지어집니다.
REM 수면은 자면서 약 90분 후에 시작됩니다. 눈이 빠르게 움직이고, 호흡이 빠르고 불규칙해지며, 대부분의 근육이 일시적으로 마비되고, 뇌가 매우 활동적이 됩니다. NICHD는 이 상태를 학습과 기억 통합과 관련이 있다고 연결합니다. 완전한 NREM-REM 주기는 약 90분 동안 지속되고 밤 동안 여러 번 반복됩니다. 수면 재단에 따르면 깊은 수면은 초기 주기를 지배합니다. 밤이 진행됨에 따라, 깊은 수면은 단축되고 REM 기간은 길어집니다. 최종 주기에 의해, 잠을 자는 사람은 단계 2와 REM에 거의 모든 시간을 소비합니다(NICHD에 따르면).
전체 밤 동안, NREM 수면은 총 수면 시간의 75~80%를 구성하며, 단계 2만으로도 대략 절반을 차지합니다. 수면 재단 보고. REM 수면은 나머지를 차지합니다.
뇌가 자신을 정소하기 위해 약간 축소됩니다
가장 명확한 기능 발견 중 하나는 2013년 로체스터 대학의 신경과학자 마이켄 네더가드 팀이 주도한 Science 저널의 연구에서 나왔습니다. 연구자들은 "글림프 시스템"이라고 명명한 것을 확인했습니다. 이는 혈관 주위의 채널을 통해 흐르는 뇌척수액을 사용하여 뇌 조직에서 대사 폐기물을 제거하는 네트워크입니다. 로체스터 대학 의료 센터(URMC)의 이 연구에 대한 설명에 따릅니다.
팀은 수면 중에 뇌 세포가 약 60% 축소하여 유체가 통과할 수 있는 세포 간의 더 많은 공간을 열고, 시스템이 수면 중에 깨어있는 동안보다 약 10배 더 활동적이었음을 발견했습니다. URMC 보고. 같은 연구에서, 자고 있는 뇌는 알츠하이머 병과 관련된 단백질인 아밀로이드-베타를 깨어있는 뇌보다 더 많이 제거했습니다. 신경전달물질 노르아드레날린은 세포 크기 변화를 트리거하는 데 도움이 되는 것으로 보입니다. 같은 설명에 따르면, 그러나 연구자들은 완전한 제어 그림이 여전히 진행 중임을 지적합니다.
2개의 별개의 시계가 당신이 졸리워질 때를 결정합니다
수면 시간은 2개의 상호작용하는 시스템에 의해 관리됩니다. 신경과학 사회를 포함한 공개 교육 자료인 BrainFacts.org에 따르면. 첫 번째는 시상하부의 신경 세포 클러스터인 시교차상핵(SCN)에 의해 실행되는 일주기 시계입니다. SCN의 세포는 약 24시간마다 순환하고 망막에서 직접 빛 신호를 받는 "시계 단백질"을 운반합니다. 이것이 시계가 낮 노출이나 시간대를 넘어 리셋될 수 있는 이유입니다.
두 번째 시스템은 항상성 수면 압력으로, 아데노신에 의해 구동됩니다. 이는 사람이 깨어있는 시간이 길수록 뇌에 축적되는 화학 물질입니다. 아데노신이 각성 관련 뇌 세포의 수용체에 결합하면, 그들의 활동을 감소시키고 졸음을 증가시킵니다; 수면은 축적을 제거합니다. 카페인은 같은 아데노신 수용체를 차단함으로써 작동합니다. 이것이 기초적인 수면 부채를 제거하지 않고 졸음의 감각을 지연시키는 이유입니다. BrainFacts.org에 따르면.
얼마나 많은 수면이 권장되며, 그것 없이 무엇이 일어나는가
미국 질병 통제 및 예방 센터(CDC)는 연령 기반 수면 지속 시간 지침을 발행하며, 아래에 재현됩니다.
연령별 CDC 권장 수면 시간| 연령 그룹 | 24시간당 권장 수면 |
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| 신생아(0～3개월) | 14～17시간 |
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| 영아(4～12개월) | 12～16시간, 낮잠 포함 |
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| 유아(1～2년) | 11～14시간, 낮잠 포함 |
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| 미취학 아동(3～5년) | 10～13시간, 낮잠 포함 |
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| 학령기(6～12년) | 9～12시간 |
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| 청소년(13～17년) | 8～10시간 |
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| 성인(18～60년) | 7시간 이상 |
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| 성인(61～64년) | 7～9시간 |
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| 성인(65년 이상) | 7～8시간 |
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CDC는 권장되는 양보다 지속적으로 적게 자는 것이 2형 당뇨병, 심장병, 고혈압, 뇌졸중의 위험 증가와 관련이 있으며, 적절한 수면이 더 적은 질병, 더 나은 기분 조절, 그리고 자동차 충돌의 위험 감소와 관련이 있다고 명시합니다.
아직도 알려지지 않은 것
글림프 클리어런스 발견은 쥐 연구에서 나온 것입니다. URMC의 설명은 메커니즘이 인간의 수면 회복 기능의 일부의 타당한 설명으로 간주되며, 인간의 신경변성 질환에서 그 정확한 역할을 확인하는 것이 연구의 활동 영역으로 남아있음을 지적합니다. 마찬가지로, NICHD를 포함한 기관은 수면 전체의 단일 증명된 "목적"이 아닌 특정 수면 단계와의 확립된 협회로 기억 통합과 조직 수복을 설명합니다.
자주 묻는 질문
- 인간이 그 첫 번째부터 수면을 취해야 하는 이유는 무엇입니까?
- 수면은 기억 통합, 조직 및 근육 수복, 호르몬 방출, 그리고 글림프 시스템이라고 불리는 뇌 전체 폐기물 클리어런스 프로세스를 지원합니다. 이는 NICHD 및 로체스터 대학 의료 센터 연구 요약에 따르면 수면 중에는 깨어있는 동안보다 훨씬 더 활동적입니다.
- REM 수면 중에 무엇이 일어나나요?
- REM 수면은 자면서 약 90분 후에 시작되고 빠른 안구 운동, 불규칙한 빠른 호흡, 일시적인 근육 마비, 생생한 꿈, 그리고 학습과 기억과 관련된 높은 뇌 활동을 특징으로 합니다. NICHD에 따르면.
- 한 밤에 몇 개의 수면 주기가 발생합니까?
- 완전한 NREM-REM 주기는 약 90분 동안 지속되며 주기는 밤 동안 여러 번 반복되며, 깊은 수면은 초기에 집중되고 REM 기간은 나중에 길어집니다. 수면 재단 및 NICHD에 따르면.
- 성인은 몇 시간의 수면이 필요합니까?
- CDC는 18～60세 성인에게 밤에 7시간 이상, 61～64세에게 7～9시간, 65세 이상에게 7～8시간을 권장합니다.
- 충분한 수면을 취하지 못하면 어떻게 됩니까?
- CDC는 만성적인 수면 부족을 2형 당뇨병, 심장병, 고혈압, 뇌졸중의 위험 증가, 그리고 더 빈번한 질병과 감소된 기분 안정성과 관련시킵니다.
