What if you could make your sleep more efficient? As a sleep scientist, this is the question that has captivated me for the past 10 years. Because while the lightbulb and technology have brought about a world of 24-hour work and productivity, it has come at the cost of our naturally occurring circadian rhythm and our body's need for sleep.
잠을 더 효율적으로 잘 수 있다면 어떨까요? 수면 과학자로서 지난 10년 동안 저를 사로잡은 질문입니다. 전구의 발명과 기술이 24시간 업무 및 생산성을 가능하게 만들었지만 자연스러운 신체 리듬과 수면 욕구를 희생시키고맙니다.
The circadian rhythm dictates our energy level throughout the day, and only recently we've been conducting a global experiment on this rhythm, which is putting our sleep health and ultimately our life quality in jeopardy. Because of this, we aren't getting the sleep we need, with the average American sleeping a whole hour less than they did in the 1940s.
24시간 주기 리듬은 하루 종일 사람의 에너지 수치를 결정하는데요. 최근 들어서야 이에 대한 전면적인 연구가 시작되었습니다. 이 리듬은 건강한 잠과 삶의 질을 망칠 수도 있는 중요한 요소인데 말이죠. 이 때문에 우리가 필요한 만큼 수면을 취하고 있지 못하고 보통 미국인들이 1940년대 보다 1시간이나 더 적게 수면을 취합니다.
For some reason, we decided to wear it as a badge of honor that we can get by on not enough sleep. This all adds up to a real health crisis. Most of us know that poor sleep is linked to diseases like Alzheimer's, cardiovascular disease, stroke and diabetes. And if you go untreated with a sleep disorder like sleep apnea, you're more likely to get many of these illnesses. But did you know about sleep's impact on your mental states? Poor sleep makes us make risky, rash decisions and is a drain on our capacity for empathy. When sleep deprivation literally makes us more sensitive to our own pain, it's not so surprising that we have a hard time relating to others and just generally being a good and healthy person when we're sleep-deprived.
몇 가지 이유로 충분히 수면을 취하지 못하며 얻는 것들에 대해 자랑스럽게 생각하고 있음을 발견하였습니다. 이것들이 실제로 건강의 심각성을 불러 일으키고 있습니다. 수면부족이 알츠하이머, 심혈관 질환, 뇌졸중, 당뇨병과 같은 질병들을 일으킨다는 사실은 대부분 알고 계실텐데요. 수면 무호흡증과 같은 수면장애를 겪고 계신 분들은 이러한 질병들을 더 많이 겪고 계실 겁니다. 그런데 잠이 우리의 정신상태에는 어떤 영향을 미치는지 알고 계신가요? 수면이 부족하면 우리는 위험한 결정을 섣불리 내리기 쉽고 공감능력이 떨어지게 됩니다. 수면이 부족하면 우리는 고통에 더 예민해집니다. 다른 사람들과 사교적인 활동을 하거나 그저 몸과 마음이 건강한 사람이 되는 것마저도 잠이 부족한 날에는 벅찬 일이 됩니다.
Scientists are now starting to understand how not only the quantity but also the quality of sleep impacts our health and well-being. My research focuses on what many scientists believe is the most regenerative stage of sleep: deep sleep. We now know that generally speaking, there are three stages of sleep: light sleep, rapid eye movement or REM and deep sleep. We measure these stages by connecting electrodes to the scalp, chin and chest. In light sleep and REM, our brain waves are very similar to our brain waves in waking life. But our brain waves in deep sleep have these long-burst brain waves that are very different from our waking life brain waves. These long-burst brain waves are called delta waves. When we don't get the deep sleep we need, it inhibits our ability to learn and for our cells and bodies to recover. Deep sleep is how we convert all those interactions that we make during the day into our long-term memory and personalities. As we get older, we're more likely to lose these regenerative delta waves. So in way, deep sleep and delta waves are actually a marker for biological youth.
이제 과학자들은 잠의 양 뿐만이 아니라 잠의 질이 어떻게 우리의 건강과 삶에 영향을 미치는지 이해하기 시작했습니다. 제 연구분야는 잠의 단계 중에서도 많은 과학자들이 가장 생산적이라고 생각하는 단계입니다. 바로 깊은 수면입니다. 일반적으로 구분하는 잠의 세 가지 단계는 다음과 같습니다. 얕은 수면 급속 안구 운동 수면, 즉 렘 수면 그리고 깊은 수면이죠. 두피, 턱, 가슴에 전극을 장치하여 오는 신호로 세 단계를 구분했을 때 얕은 수면과 렘 수면에서는 뇌파의 움직임이 깨어있을 때와 비슷하게 나타납니다. 그러나 깊은 수면의 경우에는 전혀 다른 움직임이 보이죠. 큰 폭으로 오르락 내리락 하는 모양입니다. 이렇게 큰 진폭을 가진 느린 뇌파를 델타파라고 부릅니다. 필요한 만큼 깊은 잠을 취하지 못하면 무언가를 배우는 능력이 떨어지고 세포와 몸의 회복력이 떨어지게 됩니다. 깊은 잠을 자는 동안 하루에 겪었던 나에게 영향을 주는 모든 일들이 장기적인 기억과 성격으로 바뀌기 때문이죠. 나이가 들어가면서 델타파를 경험하는 시간이 줄어드는 경향이 있습니다. 그렇기 때문에 깊은 수면과 델타파로 몸의 생물학적인 나이를 짐작할 수 있죠.
So naturally, I wanted to get more deep sleep for myself and I literally tried almost every gadget, gizmo, device and hack out there -- consumer-grade, clinical-grade, what have you. I learned a lot, and I found I really do need, like most people, eight hours of sleep. I even shifted my circadian component by changing my meals, exercise and light exposure, but I still couldn't find a way to get a deeper night of sleep ... that is until I met Dr. Dmitry Gerashchenko from Harvard Medical School.
그러다보니 저는 깊은 수면을 늘리고 싶어졌어요. 정말 말그대로 모든 방법을 다 시도해 봤습니다. 각종 기계와 장치들, 민간요법 그리고 치료 목적의 방법들 까지도요. 여기서 배운 점도 많았는데 다른 대부분의 사람들과 같이 하루 여덟시간 수면은 필수라는 것도 깨달았죠. 심지어는 24시간 주기에서 중요한 요소들인 식사 시간, 운동, 빛 노출정도도 조절해 보았습니다. 그래도 획기적으로 깊은 잠을 잘 방법은 찾지 못했죠. 하버드 의과대학에서 근무 중이신 드미트리 제라쇼첸코 교수님을 만나기 전까지는요.
Dmitry told me about a new finding in the literature, where a lab out of Germany showed that if you could play certain sounds at the right time in people's sleep, you could actually make sleep deeper and more efficient. And what's more, is that this lab showed that you actually could improve next-day memory performance with this sound. Dmitry and I teamed up, and we began working on a way to build this technology. With our research lab collaborators at Penn State, we designed experiments in order to validate our system. And we've since received grant funding from the National Science Foundation and the National Institute of Health to develop this deep-sleep stimulating technology. Here's how it works. People came into the lab and we hooked them up to a number of devices, two of which I have on right here -- not a fashion statement.
드미트리 교수는 어느 한 문헌에서의 새로운 발견에 대해 얘기해주었습니다. 독일의 한 연구실에서 발견한 것인데 만약 사람들이 적절한 시간에 특정 소리를 들을 수 있다면 실제로 수면을 더 깊고 효율적으로 취할 수 있다는 내용이었습니다. 그리고 또한 이 소리로 인해, 다음 날 기억력을 향상시킬 수 있음을 증명해냈습니다. 드미트리와 저는 한 팀이 되어서 이 기술을 개발하기 위해 함께 일했습니다. 펜실베니아 주립대에 있는 우리 연구실에서 같이 일하던 동료들과 함께 이 시스템을 증명하기 위해 여러 실험을 설계했죠. 국립 과학 재단과 국립보건원은 깊은 수면에 대한 기술을 크게 발전시킬 수 있도록 우리에게 기금을 마련해 주었습니다. 어떻게 이루어졌는지 말씀드리겠습니다. 사람들이 우리 실험실에 방문하면 우리는 그들에게 번호가 붙은 기기를 할당해주고 그 기기 중 두개가 여기에 있습니다. 패션에 대해서는 논하지 말아주세요.
(Laughter)
(웃음)
When we detected that people were in deep sleep, we played the deep-sleep stimulating sounds that were shown to make them have deeper sleep. I'm going to demo this sound for you right now.
사람들이 깊은 수면에 있을 때 그것을 감지하고 이 때 우리는 깊은 수면을 돕는 소리를 들려줍니다. 그들이 더 깊은 수면에 빠질 수 있도록 말이죠. 지금 여기에 그 소리 데모버전을 가지고 왔습니다.
(Repeating sound waves)
(반복되는 음파)
Pretty weird, right?
꽤 이상하죠?
(Laughter)
(웃음)
So that sound is actually at the same burst frequency as your brain waves when your brain is in deep sleep. That sound pattern actually primes your mind to have more of these regenerative delta waves. When we asked participants the next day about the sounds, they were completely unaware that we played the sounds, yet their brains responded with more of these delta waves.
이 소리는 사실 여러분의 뇌가 깊은 수면에 빠졌을 때의 두뇌파 진동수와 동일합니다. 그 소리 패턴은 실질적으로 생성되는 델파타를 더 잘 생성되도록 돕습니다. 제가 이 소리에 대해서 다음 날 참가자에게 물어보면 그들은 그 소리를 틀어줬다는 것을 전혀 인식하지 못했다고 할 것입니다. 그러나 뇌는 이 델파타에 더 잘 반응했죠.
Here's an image of someone's brain waves from the study that we conducted. See the bottom panel? This shows the sound being played at that burst frequency. Now look at the brain waves in the upper part of the graph. You can see from the graph that the sound is actually producing more of these regenerative delta waves. We learned that we could accurately track sleep without hooking people up to electrodes and make people sleep deeper. We're continuing to develop the right sound environment and sleep habitat to improve people's sleep health.
여기에 우리가 시행했던 연구에서 누군가의 뇌파 이미지를 가져왔습니다. 바닥 패널을 보시겠어요? 버스트 주파수에서 소리가 재생되고 있는 것을 보실 수 있습니다. 그래프의 윗 부분에서는 뇌파를 보실 수 있고요. 여러분은 이 그래프를 통해서 소리가 생성된 델타파가 더 잘 생성됨을 보실 수 있을 겁니다. 우리는 사람에게 전극을 연결하지 않고도 잠 패턴을 정확하게 볼 수 있다는 것을 발견했습니다. 사람들을 더 깊이 자게 할 수도 있다는 것도요. 우리는 적당한 소리 환경을 계속해서 연구할 것이고 이 소리가 수면 건강을 향상시키기 위한 수면 습관을 발견하기 위해 노력할 것입니다.
Our sleep isn't as regenerative as it could be, but maybe one day soon, we could wear a small device and get more out of our sleep.
우리는 잠이라는 것을 우리 마음대로 생성할 수는 없지만 곧 언젠가 그렇게 될 것입니다. 우리가 작은 기기 하나를 착용하기만 하면 더 좋은 잠을 잘 수 있게 될 것입니다.
Thank you.
감사합니다.
(Applause)
(박수)