[Lancet 보고]
아동 9시간 미만 수면- 두뇌발달 저하와 정신 건강 문제 야기
미국수면의학회(American Academy of Sleep Medicine)는 6-12세 어린이에게 하루 최소 9시간의 수면을 권장하고 있다. 하지만 요즘 세대의 어린이들은 이러한 권장 수면 시간보다 적게 자는 것으로 보고되고 있다. 초기 청소년기의 충분한 수면시간은 신경 인지 발달에 중요한 시기이기 때문에 수면 부족이 아동의 정신 건강, 인지, 뇌 기능 및 뇌 구조에 어떠한 영향을 미치는지 추적 관찰한 연구가 최근 란셋(Lancet Child Adolesc Health) 저널에서 보고되었다.
과학자들은 어린 시절에 충분한 수면을 취하는 것이 두뇌 발달에 도움이 될 수 있다는 사실을 오랫동안 인정해 왔다. 전문가들은 6세에서 12세 사이의 어린이가 매일 최소 9시간의 수면을 취해야 한다고 말하지만 아동의 수면과 뇌 발달 메커니즘은 잘 알려져 있지 않고 있다.
이에 대한 답을 얻기 위해 메릴랜드 대학의 지왕(Ze Wang) 박사가 이끄는 연구팀은 수면 부족이 뇌 구조 및 기타 결과에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 연구를 시작했다. 그들은 NIH에서 진행 중인 ABCD(Adolescent Brain Cognitive Development) 연구에서 수집된 데이터를 활용했다. ABCD 프로젝트는 미국 21개 지역의 연구사이트에서 9세에서 10세 사이의 12,000명의 대상자 등록이 되어 있으며, 이 프로젝트 참가자의 건강, 뇌 구조 및 기능 및 기타 요인은 청소년기에서 청년기로 이동함에 따라 10년 동안 추적관찰되었다.
참가자들은 하루 9시간 수면을 기준으로 충분한 수면을 취하거나 불충분한 수면을 취하는 것으로 분류하였다. 성향 점수 매칭을 사용하여 성별, 사회경제적 지위 및 사춘기 상태를 포함한 11개의 주요 공변량에 대해 이 두 참가자 그룹을 일치시켰다. 참가자는 기준선 휴식 상태 기능 MRI 품질 검사를 통과하지 못했거나 성향 점수 일치와 관련된 공변량에 대한 데이터가 누락된 경우 분석에서 제외시켰으며, ABCD 프로젝트에서 결과 척도는 행동 문제, 정신 건강, 인지, 구조적 및 안정 상태 기능적 뇌 척도로 평가되었으며, 베이스라인 및 2년 follow-up 평가되었다.
2016년 9월 1일과 2018년 10월 15일 사이에 11, 878명의 아동이 ABCD 연구를 위해 베이스라인 데이터를 가지고 있었고 그 중 8,323명이 자격이 적합하여 연구에 포함되었다(9시간 이상 충분한 수면그룹 참가자 4,142명 및 불충분한 수면 그룹의 참가자 4,181명). 추적 데이터는 2018년 7월 30일부터 2020년 1월 15일까지 수집되었다.
참가아동들의 부모에 의하면 일반적으로 하루에 9시간 이상의 수면을 취하는 9세 또는 10세의 ABCD 프로젝트 참가자 4,000명 이상을 확인했고, 이 그룹은 권장 수면 시간인 9시간을 달성하지 못하는 다른 비슷한 연령의 어린이와 비교 추적했다. 연구팀은 연구 결과를 혼동시킬 수 있는 외생변수를 차단하고 몇 가지 핵심 요소를 기반으로 두 그룹을 신중하게 일치시켰다. 이러한 요인 분석에는 성별, 가구 소득, 체질량 지수 및 사춘기 상태가 포함되어 있다.
연구팀은 기준선에서 3,021개의 충분한 수면을 가진 그룹과 부족한 수면 그룹을 매칭하여 2년 추적 관찰에서 749개의 일치되는 쌍을 확인했다. 두 시점에서 행동 및 신경 측정에서 그룹 간에 유사한 차이를 관찰했다. 이 두 시점에서 행동 측정의 그룹 간 차이의 효과 크기는 서로 유의하게 상관관계가 있었다(r=0·85, 95% CI 0·73–0·92; p<0·0001). 휴식기 상태의 기능적 연결성(r=0·54, 0·45–0·61, p<0·0001)과 구조적 측정(예: 회백질 부피 r=0·61, 0)에서도 유사한 패턴이 관찰되었다. 연구팀은 피질-기저핵 기능적 연결이 우울증, 사고 문제 및 결정화된 지능에 대한 불충분한 수면의 영향을 매개하고 전측두엽의 구조적 특성이 결정화된 지능에 대한 불충분한 수면의 영향을 매개한다는 것을 발견했다. 연구 참가자들은 2년 동안 평가되고 추적 관찰되었다. 결과는 최근 Lancet Child & Adolescent Health에 게재되어 발표되었다.
연구자들은 연구 초기에 수면 부족 그룹의 어린이가 충분한 수면을 취한 어린이보다 정신 건강 문제 및 행동 문제가 더 많다는 것을 발견했다. 여기에는 충동성, 스트레스, 우울증, 불안, 공격적인 행동, 사고력 문제가 포함되어 있다. 수면 부족 아동은 의사 결정, 갈등 해결, 작업 기억 및 학습과 같은 인지 기능도 손상되었음이 보고되었다. 그룹 간의 차이는 2년 추적 조사에서도 지속되었다.
연구 시작과 2년 후의 뇌 영상은 충분한 수면 그룹에 비해 불충분한 수면 그룹의 뇌 구조와 기능에 차이가 있음을 보여주었다. 연구 결과에 따르면 수면은 특정 뇌 변화를 통해 학습과 행동에 영향을 미치고 있다.
“연구 초기에 수면이 충분하지 않은(밤에 9시간 미만) 아동은 건강한 수면 습관을 가진 아동에 비해 주의, 기억 및 억제 조절을 담당하는 뇌의 특정 영역에서 회백질이 적거나 부피가 작게 나타났다. "라고 연구책임자인 왕(Wang)은 설명했다. "이러한 차이는 2년 후에도 지속되었으며, 충분한 수면을 취하지 않는 아동들에게 장기적으로 악영향을 끼칠 수 있는 우려스러운 결과임을 보고했다." 이번 연구결과는 초기 청소년기의 신경인지발달에 있어 충분한 수면의 중요성을 강조하고 인구집단기반의 증거를 제공하였다는 점에서 의의가 있다.
ABCD 프로젝트가 진행 중이기 때문에 연구자들은 더 많은 후속 평가를 기대하고 있다. 연구책임자 왕(Wang)은 " 추후 연구를 통하여 어떤 중재가 수면 습관을 개선하고 신경학적 결함을 역전시킬 수 있는지에 대한 여부를 확인할 수 있기를 기대한다"고 밝혔다.
의과학연구정보센터(MedRIC) 제공
* 본 내용은 MedRIC (www.medric.or.kr)의 연구동향에서 제공되는 내용입니다.
References: Effects of sleep duration on neurocognitive development in early adolescents in the USA: a propensity score matched, longitudinal, observational study. Yang FN, Xie W, Wang Z. Lancet Child Adolesc Health. 2022 Jul 29:S2352-4642(22)00188-2. doi: 10.1016/S2352-4642(22)00188-2. Online ahead of print. PMID: 35914537.
Funding: NIH’s National Institute on Aging (NIA), National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB), National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS), and National Institute on Drug Abuse (NIDA).