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푸른빛, 상쾌한 아침 맞는데 효과적 … 숙면 방해의 양면성

실험에 사용된 조명 환경(위)과 멜라토닌을 억제해 아침잠을 깨워주는 높은 색온도의 청백색 조명(아래). KAIST 산업디자인학과 Edu 3.0 강의실에 설치돼 실제 수업에서 활용되고 있는 모습. 사진=KAIST

푸른빛 조명을 쓰면 아침잠의 여운을 덜어내게 한다는 연구결과가 나왔습니다. 

스마트폰의 푸른빛은 숙면을 방해하는 것으로 알려졌지만 역설적으로 아침잠을 깨우는데 효과적이라는 것입니다.

카이스트 산업디자인학과 석현정 교수·최경아 연구교수의 연구팀은 청백색 푸른빛의 이같은 효과를 입증했다고 27일 밝혔습니다. 

이번 연구결과는 조명이 생체리듬에 끼치는 긍정적 영향을 밝혀내 향후 인간 신체 리듬에 친화적인 조명 시스템을 개발하는데 큰 도움을 줄 것으로 보입니다.

연구진에 따르면 2000년대 초반 사람의 망막에서 제3의 광수용세포가 발견된 이후 빛의 생리 작용에 관한 연구가 더욱 활발해지고 있습니다.

제3의 광수용세포는 기존의 간상세포나 원추세포와 달리 비시각적인 것에도 반응하며 뇌에 전달되는 경로도 다릅니다.

특히 이 세포는 파란빛에 매우 민감해 뇌파, 멜라토닌 분비, 심전도 등에 영향을 미친다는 사실이 밝혀지고 있습니다. 

그러나 지금까지의 연구 방식은 강한 레이저빛을 직접 쏘는 실험이 다수를 차지하면서 해당 연구결과를 일상생활에 활용하기가 쉽지 않았습니다. 더욱이 푸른빛이 멜라토닌 분비를 억제하면서 숙면을 방해한다는 부정적 사실에 관심이 쏠리는 경향이 짙었습니다.

이에 연구팀은 방향을 달리해 푸른빛의 긍정적 효과를 찾아보는데 주력했습니다. 연구팀은 카이스트 학생 15명을 대상으로 실험을 진행해 푸른빛이 인체의 생리 작용에 미치는 영향을 살펴봤습니다. 설문조사도 병행해 학생들의 주관적 느낌도 조사했습니다.

낮과 밤의 멜라토닌 분비량 변화. 사진=KAIST

실험에는 높은 색온도(6500K)의 청백색 조명과 낮은 색온도(3500K)의 주백색 조명을 사용했습니다. 색온도란 조명의 색을 절대온도로 표시한 것을 말합니다. 색온도가 낮을수록 주황빛을 띠며 높을수록 푸른빛을 띠게 됩니다. 조명의 밝기는 500룩스(lx)로 설정했고 실험은 오전 9시에 진행했습니다.

실험에 참가한 학생들을 이 두 가지 조명 환경에서 한 시간 동안 두었고 그 결과 청백색 조명은 멜라토닌 호르몬의 분비를 억제하는 효과가 있었습니다.

이는 아침잠에서 깨어나 생체리듬을 유지에 긍정적인 영향을 끼친다는 사실 규명으로 나타났습니다. 멜라토닌은 수면주기 조절 호르몬으로 늦은 오후부터 수치가 늘어나 잠을 유도하고, 이른 오전엔 수치가 감소하면서 잠을 깨우는 역할을 합니다.

아침에 청백색을 받게 되면 주관적 각성도와 시각적 편안함을 가져오게 되는 것입니다. 다만 근육의 긴장 상태를 유지해주는 스트레스 호르몬 코르티솔 분비량에선 별다른 차이가 보이지 않았습니다.

연구팀은 추후 스마트 조명 시스템을 스마트폰의 달력이나 각종 애플리케이션에 활용한다면 인간의 생체리듬과 권장 수면시간 및 기상 시간에 맞춰 조명의 색과 세기를 자동으로 조절할 수도 있을 것으로 기대했습니다.

해당 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 진행했으며 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports) 1월 23일자에 게재됐습니다. 논문 제목은 ‘대학생들의 생리적, 주관적 반응에 나타난 청백색 아침 조명의 각성 효과’입니다.

한편 지난 2017년 미국의 제프리 홀 메인대 교수, 마이클 로스바시 브랜다이스대 교수, 마이클 영 록펠러대 교수는 생체리듬과 관련한 연구 결과로 노벨생리의학상을 받은 바 있습니다. 생체리듬과 환경적인 연관성에 전 세계가 크게 주목하고 있음을 보여주는 사실입니다.

최영종 기자  press@cbci.co.kr

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