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이웃집과학자

수면 방해 '블루라이트' 아침엔 기상 도와

By 이웃집과학자

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연구 배경?
  • 빛이 생리적 작용에 관여한다는 사실은 2000년대 초반 인간의 망막에서 제3의 광수용세포가 발견된 이후 꾸준히 연구되고 있습니다.
  • 제3의 광수용세포는 기존의 간상세포나 원추세포와는 달리 비 시각적인 것에 반응하고 뇌에 전달되는 경로도 다릅니다. 특히 이 세포는 빛의 파란색 영역에 가장 민감해 이를 통해 각성 등 여러 생리적 현상이 발생할 뿐 아니라 뇌파, 멜라토닌 분비, 심전도 등에도 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌습니다.

청백색 조명, 아침잠 깨워준다.

출처fotolia
뭘 발견했나?
  • KAIST 산업디자인학과 석현정 교수와 최경아 연구교수가 높은 색의 온도를 갖는 청백색의 푸른 빛이 아침잠을 깨우는데 효과적이라는 점을 밝혀냈습니다.

(위) 멜라토닌을 억제해 아침잠을 깨워주는 높은 색온도의 청백색 조명과 (아래) 휴식에 적합한 낮은 색온도의 조명.

출처KAIST
어떻게 조사했나?
  • 연구팀은 KAIST 학생 15명을 대상으로 호르몬과 타액 변화 등의 생리적 지표와 설문조사를 통해 주관적 지표를 동시에 관찰했습니다.
  • 실험에는 높은 색온도(6,500K)의 청백색 조명과 낮은 색온도(3,500K)의 주백색 조명이 사용됐으며 조명의 밝기는 500lx로 고정했습니다.
  • 그 결과 빛의 색 변화에 따라 감성 등을 나타낸 주관적 지표와 멜라토닌 분비에 변화가 일어남을 확인했습니다. 참고로 멜라토닌은 수면을 조절하는 호르몬으로 늦은 오후 수치가 점진적으로 증가해 수면을 유도하고, 이른 오전에는 수치가 감소해 잠에서 깨도록 해줍니다.
  • 청백색 조명이 기상 후 멜라토닌 호르몬의 분비를 억제하는 데 더욱 효과적임을 관찰했으며 이는 인체를 아침잠에서 깨워 생체리듬을 유지하는 데 긍정적인 영향을 미쳤습니다.
  • 더불어 아침에 쬐는 청백색 조명은 주관적 각성도, 분위기와 시각적 편안함을 증진하는 데에도 효과적임을 발견했습니다.

낮과 밤의 멜라토닌 분비량 변화 그래프.

출처KAIST
특이한 점은?
  • 기존 연구에서는 푸른 빛의 강한 레이저를 직접 조사하는 한정적인 조건에서 실험이 이뤄졌기 때문에 일상에 접목하기 어려웠습니다.
  • 또, 기존 연구 대부분은 푸른 빛을 저녁이나 늦은 오후에 접하면 멜라토닌 분비가 억제돼 숙면을 방해한다는 사실을 규명하는 데에만 주력했습니다.
  • 이에 연구팀은 푸른 빛이 저녁에는 숙면에 방해가 될 수 있지만 때와 장소에 따라서는 이로운 빛으로 활용할 수 있음을 증명하기 위해 노력했습니다. 그 결과 오전에 쬐는 청백색의 빛은 인체를 잠에서 깨워 생체리듬을 조절하는 데 긍정적인 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈습니다.

"처음에는 단순히 조명을 다양하게 바꿔가며 구성원들을 편하게 쉬게 해주려는 의도에서 시작했습니다. 호텔이나 레스토랑, 모닥불 등의 조명에서는 편안해지고 흰색 조명에서는 긴장감이 발생하는 이유를 명쾌하게 밝히고자 했습니다. 과학적 근거와 고도화를 통해 신뢰성이 있는 데이터를 수집했고, 많은 사람이 혜택을 볼 수 있는 결과를 얻었다고 생각합니다"


-석현정 교수-

"조명 시스템의 진화가 실내 건축물뿐 아니라 자동차 내부와 지하주차장 세탁기, 냉장고 등 각종 전자기기에도 적용될 수 있습니다. 또, 스마트 조명 시스템을 달력, 출장 앱과 연동한다면 자동 학습을 통해 인간의 생체리듬과 권장 수면시간 및 기상 시간에 맞춰 조명의 색과 세기를 조절할 수도 있을 것 입니다"


-최경아 연구교수- 

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