과 학

수면은 피로가 누적된 심신을 회복하기 위해 주기적으로 잠을 자는 상태를 의미한다. 이렇게 수면은 심신의 회복과 생명 유지에 필수적이기 때문에 셰익스피어는 수면을 '자연의 부드러운 간호사'라고 했다. 수면은 '비―REM 수면'과 급속한 안구 운동을 동반하는 'REM(Rapid Eye Movement) 수면'이 교대로 나타난다. 일반적으로 비―REM 수면 이후 REM 수면이 진행된다. 비―REM 수면은 4단계로 진행되면서 깊은 잠에 빠져들게 되는 수면이다. 이러한 수면의 양상은 수면 단계에 따라 달리 측정되는 뇌파로 살펴볼 수 있다.

먼저 막 잠이 들기 시작하는 1단계 수면 상태에서 뇌는 '세타파'를 내보낸다. 세타파란 옅은 잠을 자는 상태에서 나타나는 뇌파로, 이때는 언제든 깰 수 있을 정도의 수면 상태이다. 이 단계는 각성 상태*에서 수면으로 넘어가는 과도기적 상태로 뇌파가 각성 상태보다 서서히 느려진다.

2단계 수면에서는 세타파 사이사이에 '수면 방추'와 'K―복합체'라는 독특한 뇌파의 모습이 보인다. 수면방추는 세타파 중간마다 마치 실이 감겨 있는 것처럼 촘촘한 파동의 모습인데, 분당 2~5번 정도 나타나며 수면을 유지시켜 주는 역할을 한다. K―복합체는 2단계 수면에서 나타나는데, 세타파 사이사이에 아래위로 갑자기 삐죽하게 솟아오르는 모습을 보인다. 실험에 의하면 K―복합체는 수면 중 갑작스러운 소음이 날 때 활성화된다. 이를 통해 이것은 잠자는 사람이 깨는 것을 방지해 주는 역할을 하여 깊은 수면을 유도함을 알 수 있다.

깊은 수면의 단계로 진행되면 뇌파 가운데 가장 느리고 진폭이 큰 '델타파'가 나타난다. 3단계와 4단계는 '델타파'의 비중에 따라 구별된다. 보통 델타파의 비중이 20~50%일 때는 3단계로, 50%를 넘어서 더 깊은 수면에 빠지는 상태가 되면 4단계로 본다. 때문에 4단계 수면은 '서파수면(slow―wave―sleep)'으로도 알려져 있다.

서파수면은 대뇌의 대사율과 혈류량이 각성 수준의 75%까지 감소되는 깊은 잠의 상태이고, REM 수면은 잠에 빠져 있음에도 정신 활동이 이루어지는 상태이다. 때문에 서파수면 상태에 있는 사람을 깨우면 정신을 못 차리고 비틀거리며 혼란스러워 하고, REM 수면 상태의 사람을 깨우면 금세 각성 상태로 돌아온다.

자극에 반응을 하지 않을 정도의 비―REM 수면은 온전한 휴식을 통해 진정한 심신의 회복을 가져다 준다. 자면서도 정신 활동이 이루어지는 REM 수면은 인간의 뇌의 활동이나 학습에도 도움을 준다. 비―REM 수면이든 REM 수면이든 문제가 생기면 인간의 활동은 영향을 받게 된다.

◆ 2013년 4월 전국연합학력평가, 국어B 독서 영역 '과학' 지문

◆ 개요