국내 연구팀이 매 순간의 각성도를 정확하게 예측해 원하는 시간대에 높은 각성도를 유지할 수 있는 ‘수면 패턴’을 밝혀내고, 이를 쉽게 실천하도록 돕는 수면 장애 해결 모바일 앱을 개발하고 있다.

삼성서울병원 신경과 주은연, 임상간호학연구소 최수정 교수팀과 KAIST 수리과학과/IBS 의생명수학그룹 김재경 교수팀은 교대 근무자의 근무 전후 각성도와 웨어러블 장치를 이용해 수집한 수면 패턴을 분석해, 단순히 수면 시간을 늘리는 것으로는 원하는 시간에 높은 각성도를 유지할 수 없음을 확인했다고 최근 밝혔다.

연구팀은 수리 모델을 이용해 저녁/야간 근무 전 특정 수면 패턴을 취했을 때의 각성도를 예측해 여러 수면 패턴과 비교했다. 그 결과, 야간 근무 직전 혹은 직후에 몰아서 수면을 취하는 것보다, 근무 직후 일주기 리듬에 맞는 최소한의 수면만을 취한 후 야간 근무 직전 충분한 낮잠을 취하는 것이 근무 중 높은 각성도를 유지하는 것을 발견했다. 이는 생체리듬에 맞지 않은 시간대에 억지로 자거나 강제로 일어날 필요가 없음을 뜻한다.

연구팀은 연구 결과를 토대로 교대 근무자의 누적된 불규칙한 수면 기록을 모두 반영해 매 순간의 각성도를 예측하는 수리 모델을 개발했다. 해당 수리 모델은 교대 근무자의 근무와 수면 패턴에 따라 변동하는 일주기 리듬(Circadian rhythms)과 수면 압력을 정확히 시뮬레이션하여 각성도를 예측하도록 설계되었다.

연구팀에 따르면, 적응형 생체 분할 수면(Adaptive Circadian Split Sleep)이라고 명명한 해당 수면 패턴은 근무 직후 최소한의 수면만을 취하므로, 수면 압력이 증가해 다음 근무 전에 취하는 낮잠에 쉽게 들 수 있어 개인의 상황에 맞게 수면 일정을 조절하기도 쉽다.

이번 연구는 국제 학술지 ‘SLEEP’ 최근호에 게재됐다.

한편, 연구팀은 이번 적응형 생체 분할 수면을 기반으로 한 수면 중재를 실생활에서 구현하기 위해, 연구에서 사용된 수리 모델을 삽입한 모바일 애플리케이션(이하 앱)을 개발하고 있다고 밝혔다. 오는 9월 완성을 목표로 한 해당 앱은 자동으로 수집되는 수면 패턴을 이용하여 현재의 각성도를 예측하며, 다음 근무를 위한 적응형 생체 분할 수면 패턴을 계산하여 제공한다.

삼성서울병원 주은연 교수는 “올 하반기부터 이 모바일 애플리케이션의 유용성을 평가하기 위한 본격적인 임상시험을 시행할 예정이며, 교대근무뿐만 아니라 불규칙한 생활이나 시차로 인해 발생하는 수면장애를 해결하는데 ‘가장 최적화된 수면 중재법’이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

KAIST 수리과학과/IBS 의생명수학그룹 김재경 교수는 “이번에 개발된 수리 모델을 기반으로 한 앱이 곧 개발될 예정으로, 많은 교대 근무자에게 조금이라도 도움이 되었으면 좋겠다”고 말했다.