d라이브러리

나의 이메일친구 반달곰이 겨울잠을 자러 간다고 한 동안 연락을 못할 것 같대요. 겨울에는 이렇게 밥도 먹지 않고 화장실도 안 가고 잠만 자는 시기가 있다나요? 겨울잠이 유행인지 다람쥐 친구도 개구리 친구도 모두 겨울잠을 자러 간다고 연락이 왔어요. 아무것도 안 하고 잠만 잔다니! 왠지 멋진 유행인 것 같아요. 저는 엄마에게 물어보았죠. “엄마, 우리는 겨울잠 자러 안 가?난 다 준비 됐는데….”그런데 엄마는 우리 북극곰들은 겨울잠을 자지 않는다고 하셨어요. 왜 우린 겨울잠을 안 자는 거죠? 도대체 겨울잠은 무엇일까요?
 

잠은 왜 자는 걸까?

우리는 매일 잠을 잡니다. 어떨 때는 매일 늦잠을 자고 싶다고 생각할 때도 있고 더 놀고 싶어서 잠을 자기 싫은 적도 있었을 거예요. 사람들은 보통 하루에 6시간에서 8시간 정도 잠을 잡니다. 인생의 3분 의 1을 차지하는 잠. 사람들은 왜 이렇게 잠을 자는 걸까요? 잠을 자지 않으면 안 되는 걸까요?

잠이 나를 부른다

신나게 게임을 하고 있다가도 어느 순간 우리는 하품을 하고 잠이 오는 것을 느낍니다. 뇌는 잠자는 시간과 깨어 있는 시간을 조절하는 생체시계 기능을 가지고 있어서 낮에는 깨어 있고 밤에는 잠을 자도록 명령을 내립니다. 이러한 생체시계는 눈 뒤쪽 뇌 중앙에 자리 잡고 있는 시신경교차상핵이라고 불리는 부분인데요. 빛에 반응해 뇌신경호르몬의 분비와 체온, 렘수면 상태의 길이 등을 조절합니다. 시신경교차상핵이 낮과 밤에 대한 정보를 제공하면 수면조절 호르몬인 멜라토닌이 잠을 조절하는 것이죠.

우리가 잠든 사이에

잠을 자면 우리는 각기 다른 잠의 단계로 빠져들게 됩니다. 이러한 단계는 뇌파와 눈의 움직임, 근육의 긴장 정도에 따라 렘수면(REM)과 비렘수면(NREM)으로 나뉘어져 있어요. 비렘수면은 다시 4단계로 나누어지는데 단계가 높을수록 잠이 깊이 든 상태랍니다. 잠이 들기 시작하면 4단계의 비렘수면을 거쳐 렘수면 단계로 들어가게 됩니다. 우리는 하룻밤 동안 렘수면과 비렘수면의 단계를 4~5차례 거치게 됩니다.

뇌는 깨어 있다?!

과거에 사람들은 잠이 드는 순간 불이 꺼지듯 뇌의 기능이 정지되었다가 잠에서 깨어나는 순간 다시 켜지는 것이라고 생각했습니다. 꿈은 깨기 직전에 잠깐 꾸는 것이라고 생각해 왔지요. 하지만 1953년 유진 아세린스키와 나대니얼 클라이트먼이라는 과학자는 잠을 자는 동안에도 뇌가 깨어 있다는 것을 밝혀 냈습니다.

그들은 수면 중 뇌가 깨어 있는 단계에 렘(REM)이라는 이름을 붙였어요. 눈의 움직임과 뇌가 깨어 있다는 것이 관계가 있었거든요. 렘수면상태에서는 깨어 있을 때와 같은 뇌파가 나오고 혈압이나 호흡이 불규칙적으로 변하며 꿈을 꾸게 됩니다. 물론 비렘수면 단계에서도 꿈을 꾸지만 대부분의 사람은 비렘수면의 꿈을 기억하지 못한답니다.

왜 자냐구? 졸리니까!

우리는 왜 잠을 자야하는 걸까요? 그 대답은 아주 간단합니다. 졸립기 때문이죠. 하지만 왜 졸린지, 잠이 어떤 기능을 하는지는 아직까지 명확하게 밝혀지지 않았답니다. 하지만 잠에 대한 실험을 통해 잠의 기능을 추측할 수 있습니다. 과학자들은 쥐에게 잠을 자지 못하도록 해 보았어요. 그러자 쥐는 피부가 부스러졌으며 먹이를 충분히 먹어도 체중이 감소하고 체온조절능력이 떨어졌습니다. 잠을 자지 못한 쥐는 3~4주가 지나자 감염에 대한 저항능력이 떨어져서 죽게 되었어요. 결국 잠은 몸의 면역기능과 체온조절능력 등 건강 유지에 꼭 필요한 것이란 것을 알려 주는 것이지요.

다른 실험에서는 쥐에게 새로운 학습거리를 주면 렘수면이 증가하며 렘수면을 하지 못하도록 하자 학습능력이 떨어지는 것으로 나타났습니다. 즉, 잠은 학습과 기억을 돕는 역할을 한다는 것이죠. 또한 과학자들은 잠을 자고 싶어 하는 마음이 그만큼 강하고 참기 어렵다는 사실은 우리가 살아가는 데 잠이 꼭 필요하다는 것을 뜻한다고 주장합니다.

신나는 꿈을 꾸었어!

어젯밤에는 어떤 꿈을 꾸었나요? 사람들은 돼지꿈을 꾸면 복권을 사기도 하고 나쁜 꿈을 꾸면 하루 종일 나쁜 일이 일어나지 않도록 조심하기도 합니다. 사람들은 아주 오래 전부터 꿈이 무엇을 의미하는 것인지 밝혀 내고 싶어했어요. 하지만 현대 과학자들은 꿈은 꿈일 뿐이며 꿈이 미래를 알려 주거나 꿈에 특별한 의미가 있는 것이 아니라고 이야기합니다. 사람들이 걱정거리에 대한 꿈을 꾸게 될 확률이 높아서 꿈에 나타난 걱정거리가 현실로 나타나면 꿈이 맞아떨어진다고 생각하는 것이죠. 하지만 실제로 현실에 일어난 일들과 상관없는 꿈이 얼마나 많은지에 대해 생각하지 못하고 있지요. 꿈이 어떤 의미가 있는지 아니면 아무 의미가 없는 것인지는 좀 더 과학적인 연구가 이루어져야할것입니다.

꿈은 환각!

하늘을 나는 꿈을 꾸거나 어디선가 떨어지는 꿈, 무언가에 쫓기는 꿈을 꾼 적이 있나요? 어떤 꿈을 꾸던 현실에서 겪을 수 있는 일들과는 상당히 다른 내용의 꿈을 꾼다는 것을 느꼈을 거예요. 과학자들은 왜 이렇게 꿈의 내용은 이상한 것인가에 대한 답을 찾아 냈어요. 꿈에 대한 연구를 통해 꿈은 자각이 감소하고 현실감각이 떨어지며 기억력이 나빠지고 논리적 판단을 하지 못하고 생각을 통제하지 못한다는 것을 발견한 것이죠. 이것은 바로 꿈을 꾸는 렘수면 중의 뇌의 상태와 관련이 있었습니다. 렘수면 중에는 주의력, 학습능력, 기억력과 관련이 있는 것으로 알려진 노르아드레날린과 세로토닌이 부족해진다는 사실을 알아 낸 것이죠. 뇌의 상태가 꿈을 환상적으로 만든다니 정말 신기하죠?

동물도 꿈을 꿀까?

잠든 강아지나 고양이를 자세히 관찰해 보세요. 꿈을 꾸듯이 다리를 움직이거나 소리를 내기도 합니다. 동물들도 꿈을 꾸는 것일까요? 사람과 마찬가지로 다른 포유류들도 잠을 자면서 꿈을 꾸는 렘수면이 있는 것으로 나타났습니다. 하지만 동물들이‘나 어제 돼지꿈을 꾸었어~’라고 말하지 않는 이상 정말 꿈을 꾸었는지, 어떤 내용의 꿈을 꾼 것인지는 알 수가 없겠죠?

꿈은 흑백일까 컬러일까?

우리는 꿈을 컬러로 꿉니다. 그런데 흔히 꿈이 흑백이었다고 생각하는 이유는 무엇일까요? 그건 바로 꿈을 제대로 기억하지 못하기 때문입니다. 꿈을 아예 기억하지 못하는 것과 마찬가지죠. 꿈을 기억하는 것은 잠자는 동안의 뇌 상태뿐만 아니라 잠에서 깨어날 때의 상황도 중요한 역할을 합니다. 수면 연구를 통해 밝혀진 결과를 보면 자세하게 기억된 꿈은 모두 컬러였다고 합니다. 이렇게 꿈은 아름다운 컬러라는데 제대로 기억하지 못한다니 조금 아쉽죠?

꿈은 누구나 꿀까?

어떤 사람들은 꿈을 자주 꾸고 생생하게 기억하지만 어떤 사람들은 꿈을 꾸지 않는다고 이야기합니다. 정말 어떤 사람들은 더 많이 꿈을 꾸고 어떤 사람들은 꿈을 꾸지 않는 걸까요? 수면 연구에 의하면 렘수면 상태일 때 잠을 깨우면 95%의 사람들은 꿈을 기억한다고 합니다. 즉, 잠을 잘 때 사람들은 일반적으로 꿈을 꾸지만 기억을 하지 못한다는 것이죠. 이것 역시 잠잘 때의 뇌의 상태와 관련이 있습니다. 잠을 자는 동안에는 일어난 일에 대한 기억을 저장하는 화학적 시스템이 기능을 하지 않기 때문에 꿈을 기억하기 어려운 것이죠. 꿈을 기억하고 싶다면 꿈을 꾸는 렘수면 단계에서 누군가에게 깨워달라고 해야 할 거예요.

미인은 잠꾸러기?!

미인은 잠꾸러기라는 말이 있지요? 그렇다면 잠자는 숲속의 공주는 세계 최고의 미녀?! 그런데 정말 미인이 되고 싶으면 잠을 잘 자야 한대요. 잠을 잘 자야 건강하고, 키도 크며, 공부도 더 잘 하게 된다고 해요. 반대로 잠이 부족하면 비만도가 높아진다고 하니 미인은 잠꾸러기가 맞는 것 같아요. 미인을 만들어 주는 잠! 왜 잘 자야 할까요?

잠을 잘 자야 공부도 잘 한다

시험이 다가오면 잠을 자지 않고 공부하는 친구들이 있죠? 하지만 이제부터는 잠을 꼭 자도록 하세요. 잠을 자는 것이 문제를 푸는 데 도움이 된다는 연구 결과들이 나오고 있으니까요. 독일의 연구팀은 잠이 문제 해결에 어떤 도움을 주는지 실험해 보았어요. 실험 결과 간단한 수학 퍼즐을 몇 번 풀어 보도록 한 후 잠을 8시간 잔 사람들이 잠을 자지 않은 사람들보다 다음 문제를 풀 때 두 배 정도 문제를 더 잘 푸는 것을 밝혀 낸 것이죠.

또 다른 연구팀은 사람들에게 알아듣기 힘든 외국어를 공부하게 한 뒤 잠을 잔 사람들과 잠을 자지 않은 사람들을 비교해 보았습니다. 물론 잠을 잔 사람들이 새로운 단어를 더 잘 이해한다는 것을 밝혀냈죠. 이렇게 잠을 자는 것이 공부에 도움이 되는 이유는 잠을 자는 동안 기억들이 정돈되기 때문이랍니다.

잠을 안 자면 뚱뚱해진다

잠을 적게 잘수록 뚱뚱해진다는 사실 알고 있나요? 연구에 의하면 잠을 4시간 이하로 자는 사람은 7~9시간을 자는 사람에 비해 비만 확률이 73%나 높은 것으로 나타났어요. 잠이 부족하면 렙틴이라는 식욕을 줄이는 호르몬의 분비가 억제되기 때문이지요. 또 깨어있는 시간이 길수록 간식을 먹을 기회도 많아지기 때문에 많이 먹고 뚱뚱해 지는 것이랍니다. 날씬해지고 싶다면 충분히 잠을 자도록 하세요.

잠을 자면 키가 큰다?!

키가 크는 시기의 어린이들은 특히 잠을 잘 자는 것이 중요합니다. 왜냐하면 잠을 자는 동안 성장호르몬이 분비되기 때문이죠. 잠을 잘 자지 않으면 성장호르몬도 잘 분비되지 않고 키도 잘 안 크게 된답니다. 성장호르몬이 분비되는 시간은 밤 12시에서 2시 사이이고 잠이 든지 1~2시간 이후에 가장 많이 분비되므로 저녁 10시에는 잠이 들어야 합니다. 키가 크고 싶다면 저녁 10시엔 꼭 잠자리에 들도록 하세요.

얼마나 자야 할까?

이렇게 중요한 잠. 그런데 잠을 얼마나 자야 할까요? 일반적으로 잠을 적게 자는 사람들이 더 부지런하다고 생각하기도 해요. 하지만 뛰어난 과학자 아인슈타인은 하루 10시간 이상 자야 했다는 것을 보면 잠을 많이 잔다고 해서 게으르다고 할 수는 없겠죠? 잠을 얼마나 자야 하는지는 사람마다 차이가 많이 나고 또 환경에 따라 변하는 것이에요. 그렇기 때문에 낮에 피곤하다는 느낌이 들지 않을 만큼 적당히 자는 것이 가장 중요하답니다.

잠은 이렇게 잔다

잠이 잘 오지 않아 괴로운 적이 있었나요? 아무리 자려고 노력해도 눈이 말똥말똥해질 때요. 이럴 때 잠을 잘 잘 수 있는 방법을 몇 가지 알려 줄게요.

1. 잠자는 시간을 항상 일정하게 하도록 하세요. 오늘은 게임하고 늦게 자고 주말이라고 늦잠을 자고…. 이렇게 잠자는 시간이 들쑥날쑥하면 잠을 잘 자기 어렵답니다.

2. 침실을 깨끗하게 정리하세요. 여기저기 장난감이 널브러진 방은 잠을 자기 힘들어요. 또 온도가 너무 높거나 밝아도 잠을 자기 힘들죠. 침실을 깨끗하고 시원하게 그리고 조용하고 어둡게 하세요.

3. 오후에는 콜라와 초콜릿을 먹지 마세요. 콜라와 초콜릿에는 잠을 방해하는 성분이 들어 있어요. 또한 저녁은 최소한 잠들기 세 시간 이전에 먹는 것이 좋답니다.

4. 잠자기 30분 전에 TV나 오락게임은 NO! TV나 오락게임은 뇌를 자극해 잠이 잘 오지 않도록 합니다. 책을 읽거나 부드러운 음악을 듣도록 하세요.

5. 그래도 잠이 오지 않는다면 따뜻한 우유를 마시세요. 우유에는 잠이 오게 하는 데 도움을 주는 트립토판이 들어 있답니다.

특이한 잠버릇을 가진 동물 기네스

왜 겨울잠을 자는 걸까?

겨울이되면날씨는추워지고먹이는 줄어들게 됩니다. 바로 이것이 겨울잠을 자는 가장큰이유지요. 하지만 동물마다 그 이유가 다르답니다. 곰은 따뜻한 털 때문에 추위에 강한 편이지만 겨울에는 먹이가 부족하기 때문에 겨울잠을 잡니다.

반대로 개구리나 뱀은 주위의 온도에 따라 체온이 변하는 변온동물이지요. 그렇기 때문에 추운 겨울에는 체온이 떨어져 활동이 힘들어서 겨울잠을 잔답니다. 다양한 동물들이 겨울잠을 자고 있는 곳으로 살짝 가 볼까요?

봄까지 쿨~ 쿨~ 쿨~!

곰이나 너구리, 다람쥐와 같은 포유류들은 먹이가 풍부한 가을에 가능한 한 많은 먹이를 먹고 몸에 영양분을 축적해 둡니다. 그리고 먹이가  없는 겨울에는 따뜻한 동굴과 같은 곳에서 체온을 낮추고 잠을 자면서 에너지 소비를 최소한으로 줄이는 것이죠. 다람쥐의 겨울잠은 놀랍기까지 합니다. 다람쥐는 평상시에는 체온이 38도이고 1분당 심장박동수가 150회이지만 겨울잠을 잘 때는 체온이 0℃ 가까이 떨어지고 심장박동도 5회 정도로 줄어듭니다. 이렇게 몸을 변화시켜 에너지를 절약하는 것이죠. 하지만 곰은 체온이나 심장박동수가 줄어들기는 하나 크게 변화가 없으며 잠을 자다가 때때로 깨어나 먹이를 먹기도 한답니다.

뱀과 개구리도 가능한 한 온도 변화가 적은 곳에서 겨울잠을 잡니다. 뱀은 굴이나 땅 속, 돌 틈에서 겨울잠을 자며 대부분의 개구리는 물 속, 땅을 팔 수 있는 두꺼비는 땅 속에서 겨울잠을 잡니다. 나뭇잎 아래에서 겨울잠을 자는 청개구리는 온 몸의 65%가 얼음으로 바뀌고 심장이 멈춘 채로 겨울을 납니다. 말 그대로 얼었다 살아나는 것이죠.

어떻게 봄인지 알고 깨어나는 걸까?

옛날 사람들은 경칩 때 천둥 번개가 쳐서 잠자고 있던 동물들이 놀라서 잠을 깬다고 생각했다고 해요. 정말 재미있는 생각이지요. 하지만 현대의 과학자들은 동물들이 겨울잠에서 깨어나게 하는 시계가 몸 속에 있다고 해요. 이것을 바로 생체시계라고 부르는데요. 동물들의 뇌에는 이 생체시계가 있어서 언제 잠을 자야 하는지 또 언제 겨울잠에서 일어나야 하는지 알려 준다는 것이죠.

개구리나 뱀과 같은 변온 동물들은 날씨가 따뜻해짐에 따라 체온도 올라가 겨울잠에서 깨어난답니다.

겨울잠에서 배우는 우주여행 방법

시리우스는 지구로부터 8.7광년 떨어져 있어요. 1초에 30만 킬로미터를 가는 빛이 8.7년 동안가야 하는 거리인 것이죠. 만약 사람이 우주선을 타고 시리우스로 여행을 간다면 가는 도중에 늙어 죽을 지도 몰라요. 그래서 사람들이 생각해 낸 방법이 인공 겨울잠이에요. 동물들이 겨울잠을 자는 것처럼 사람에게 겨울잠을 자게 만들면 아주 먼 우주도 여행할수있지 않을까 하는 상상이죠. 사람도 정말 겨울잠을 잘 수 있을까요?

겨울잠 비밀의 호르몬 엔케팔린

겨울잠을 자는 동물들을 연구한 결과 뇌에서 엔케팔린이라는 호르몬이 분비되어 낮은 온도에서도 살 수 있게 몸이 조절된다는 사실을 알아 냈어요.

바로 이 호르몬이 겨울잠의 비밀인 것이죠. 과학자들은 이 엔케팔린 호르몬을 사람의 뇌에 넣으면 겨울잠이 가능할 것이라고 생각하고 있어요. 과학자들은 2030년쯤이면 겨울잠을 자면서 우주여행을 할 수도 있을 것이라고 바라보고 있답니다.

겨울잠의 원리를 이용해 수술을 한다?!

사람에게 겨울잠을 자게 만드는 방법은 아직 개발되지 않았지만 겨울잠의 원리를 이용한 수술은 하고 있어요. 바로 저체온 수술법이라고 부르는 방법인데요. 환자의 체온을 낮춰 수술을 하는 거예요. 체온이 30도 정도로 낮아지면 심장박동이 멎고, 18도까지 떨어지면 두뇌 활동이 거의 정지되어 피의 흐름이 멎게 되요. 그래서 피를 흘리지 않고도 수술할 수 있는 것이죠.

미래로 가는 냉동인간들

청개구리처럼 사람을 냉동시키려고 하는 사람들도 있어요. 불치병에 걸린 사람을 냉동인간으로 만들어 미래에 의학이 발전돼 치료가 가능하게 될 때 깨어나도록 한다는 것이죠. 이미 미국의 알코어라는 회사는 100여명의 사람들을 냉동보존해 주고 있기도 해요. 하지만 아직까지 냉동인간을 다시 깨우는 방법은 개발되지 않았지요. 사람을 냉동시킬 때 파괴된 세포를 고칠 수 있는 나노기술이 개발되어야 깨어날 수 있답니다. 냉동된 채로 미래로 가고 있는 냉동인간들. 그들은 깨어날 수 있을까요?

따뜻한 봄을 기다리며

동물들이 겨울잠을 자는 이유는 춥고 먹이도 없는 추운 겨울을 무사히 보내기 위해서지요. 하지만 우리 북극곰들이 살고 있는 북극은 언제나 추운 겨울과 같아요. 만약 우리들이 겨울잠을 잔다면 일 년 내내 잠만 자야 할 거예요. 그래서 북극곰들은 추위에 강하답니다. 온 몸에 덮여 있는 털은 빨대처럼 속이 비어 있고 공기가 들어 있는데 이런 털은 체온 손실을 막아 줘요. 우리는 피부도 검은 색이지요. 햇빛을 잘 흡수하기 위해서랍니다. 겨울에 검은 옷을 많이 입는 것과 같은 원리에요. 북극곰은 이렇게 차가운 물이나 겨울의 매서운 바람도 충분히 견딜 수 있어요. 그래서 겨울잠을 잘 필요가 없는 거지요. 나는 이런 나의 몸이 무척 자랑스럽지만 겨울잠을 잘 수 없어서 조금 아쉽기는 해요. 하지만 겨울잠이든 매일 자는 잠이든 모두 중요하지요. 앞으로는 매일 저녁 엄마한테 잠 안 자고 더 놀겠다는 투정은 그만 부릴 거랍니다. 친구들이 겨울잠을 자러 가서 조금 심심한 겨울이 될 거 같아요. 하지만 따뜻한 봄이 오면 곧 만날 수 있겠죠?

“친구들아, 노란 개나리가 활짝 필 때쯤 건강하게 다시 만나자~!”