최근 국내 연구진이 교대근무자들의 불규칙한 수면 패턴을 분석해 ‘주간 졸림’을 유발하는 수면 패턴을 찾았다. 주간 졸림증은 주간 근무와 야간 근무 후 동일한 시간을 자는 것 보다 ‘야근 근무 후에 짧게’ 자고 ‘주간 근무 후에는 길게’ 잤을 때 더 완화하는 것으로 나타났다.
삼성서울병원 신경과 주은연, 성균관대 임상간호대학원 최수정 교수 연구팀은 KAIST 수리과학과/IBS 의생명수학그룹 김재경 교수 연구팀과 공동연구를 통해 교대 근무 간호사들의 수면 패턴을 웨어러블 장치로 측정하고 이를 수리모델로 분석해냈다.
연구팀은 주간 졸림증을 예방할 수 있는 교대근무자의 수면 패턴을 찾기 위해 오랫동안 연구를 진행했으나, 교대근무자의 복잡한 수면 패턴으로 인해 전통적인 수면 연구 방식으로는 그 답을 찾을 수 없었다. 특히, 단순히 평균 수면 시간을 늘리는 것만으론 주간 졸음증을 예방할 수 없었다.
연구팀은 교대근무자들의 주간 졸림 정도와 웨어러블 장치를 이용해 측정한 수면 패턴의 복잡한 관계를 수리모델을 이용해 분석했다. 개별 교대근무자들의 일주기 리듬(Circadian rhythms)과 수면 압력을 수리모델로 시뮬레이션 해 수면 패턴이 개인의 일주기 리듬과 일치하도록 했다. 그 결과, 평균 수면시간은 비슷했고 주간 졸음이 감소했다. 데이터를 종합해 봤을 때 야근 근무 후에 짧게, 주간 근무 후에는 길게 잤을 때 주간 졸림증이 가장 완화됐다.
이번연구에서 개발된 수리모델을 스마트워치와 연동하면 개인 맞춤형 수면 패턴을 실시간으로 제공할 수 있다.
또한 이를 바탕으로 교대 근무자들의 수면 질환을 치료하는 임상실험이 현재 진행되고 있어 불규칙한 수면의 부작용을 최소화하는 디지털 치료제(Digital Medicine)의 개발도 기대된다.
삼성서울병원 주은연 교수는 “이번 연구는 교대 근무자들의 주간 졸림증을 예방할 수 있는 수면 패턴을 수학과 의학의 융합연구를 통해 밝힌 연구”라며 “이번 성과를 통해 교대근무자들의 수면 질환을 위한 새로운 치료법이 개발되기를 기대한다”고 말했다. KAIST 수리과학과/IBS 의생명수학그룹 김재경 교수는 “불규칙한 수면질환으로 고통을 겪고 있을 교대근무자들께 수학으로 조금이나마 도움이 될 수 있는 연구를 할 수 있어 기쁘다”고 말했다.
이번 연구는 LG 연암재단, 휴먼프런티어 사이언스 프로그램, 미국 국립과학재단, 기초과학연구원, 삼성생명과학연구소의 지원을 받아 수행하였으며, KAIST 홍재형, KAIST/IBS홍혁표·박세호 학생과 美 미시간대 빅토리아 부스 교수가 함께 참여했다.
한편, 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘iScience’ 최근호에 게재됐다.