비급속 안구 운동 수면

Non-rapid eye movement sleep
'느린 눈'은 여기서 방향을 바꾼다. 슬로어 눈은 프루너스 스피노사를 참조하십시오.

비급속 안구 운동 수면(NREM)은 총칭적으로 수면 단계 1~3으로, 이전에는 1~4단계로 알려져 있다. 빠른 눈 움직임 수면(REM)은 포함되지 않는다. 각각의 단계에서 보이는 뚜렷한 뇌파 및 다른 특징들이 있다. 렘수면과 달리 이 단계에서는 대개 눈의 움직임이 거의 없거나 거의 없다. 꿈은 양쪽 수면 상태에서 모두 발생하며, 근육은 렘수면처럼 마비되지 않는다. 수면 단계를 제대로 거치지 않은 사람들은 NREM 수면에 걸리고, 근육이 마비되지 않기 때문에 사람이 몽유병을 할 수도 있다. 연구에 따르면, NREM 수면 중에 일어나는 정신 활동은 생각처럼 여겨지는 반면, REM 수면은 환각적이고 기괴한 내용을 포함하고 있다.[1] NREM 수면은 보다 공격적인 REM 수면과 비교하여 몽환적 시작 친화력의 특징으로, NREM이 우호적 상호작용의 시뮬레이션을 담당하고 있음을 암시한다.[2] NREM과 REM 수면에서 일어나는 정신활동은 서로 다른 두 개의 정신생성자의 결과로서, 정신활동의 차이를 설명하기도 한다. 게다가 NREM 기간 중에는 부교감 우위가 있다. REM 활동과 NREM 활동 사이에 보고된 차이는 두 가지 유형의 수면 중에 발생하는 기억 단계의 차이에서 발생하는 것으로 생각된다.

단계

1968년의 Rechtschaffen과 Kales(R&K) 표준화에서는 NREM 수면을 4단계로 나누었다. 그것은 2007년 미국 수면 의학 아카데미의 업데이트에서 3개로 줄어들었다.[3]

  • 1단계 – 대부분 수면 시작 시 눈 움직임이 느리게 나타난다. 이 상태를 때때로 이완된 경각심이라고 한다.[4] 알파파가 사라지고 세타파가 나타난다. 이 단계에서 흥분한 사람들은 종종 그들이 완전히 깨어났다고 믿는다. 1단계 수면으로 전환되는 동안, 하이프닉 육포를 경험하는 것이 일반적이다.[5]
  • 2단계 – 눈의 움직임은 일어나지 않으며 꿈은 매우 드물다. 잠자는 사람은 꽤 쉽게 깨어난다. EEG 기록에는 고주파 뇌활동의 짧은 폭발인 '수면 스핀들'[6]과 이 단계에서 'K 콤플렉스'가 나타나는 경향이 있다.
  • 3단계 – 이전에 3단계와 4단계로 나누었던 것은 깊은 수면, 저파수면(SWS)이다. 3단계는 과거 2단계와 4단계 사이의 전환으로 '깊은' 수면과 관련된 델타파가 발생하기 시작한 반면, 4단계에서는 델타파가 우세했다. 2007년, 이것들은 모든 숙면을 위한 3단계에 결합되었다.[7] 꿈은 렘수면처럼 흔하지는 않지만 NREM수면 다른 단계보다 이 단계에서 더 흔하다. SWS dream의 내용은 렘수면 중에 일어나는 것에 비해 단절되고, 생생하지 않으며, 기억력이 떨어지는 경향이 있다.[8] 이것은 또한 파라솜니아가 가장 흔하게 발생하는 단계다. 다양한 교육 시스템(예: 오스트레일리아 빅토리아 교육청의 VCAA)은 여전히 3단계와 4단계 분리를 실천하고 있다.

수면 스핀들 및 K 콤플렉스

수면 스핀들은 NREM 수면의 고유한 것이다. 가장 많은 스핀들 활동은 NREM의 시작과 끝에서 발생한다. 수면 스핀들은 전뇌, 전뇌 정맥 및 절연 피질, 상체 측두엽의 뇌의 활성화를 포함한다. 그들은 길이가 다르다. 상전두회(상전두회)의 활동 증가와 관련이 있는 11~13Hz의 범위에서 느린 스핀들이 있고, 13~15Hz의 범위에서 센서리모터 처리 피질 영역의 모집, 그리고 중전두피질과 해마의 모집과 관련된 빠른 스핀들이 있다. 이 수면 스핀들이 무엇을 의미하는지 명확한 해답은 없지만, 현재 진행 중인 연구는 그들의 기능을 밝혀내기를 바라고 있다.[9]

K 콤플렉스는 단 1초 동안 지속되는 긴 델타 파동이다.[10] 그것들은 또한 NREM 수면의 독특한 것이다. 그것들은 초기 단계, 보통 2단계에서, 수면 스핀들과 매우 유사하게 자연적으로 나타난다. 그러나 수면 스핀들과 달리 문을 두드리는 등의 일시적인 소음에 의해 자발적으로 유도될 수 있다. 이들 K 콤플렉스의 기능은 알 수 없으며, 추가 연구가 필요하다.[11]

드림링

렘수면 중 강렬한 꿈의 생생함과 그 단계에서 일어나는 꿈에 대한 기억력 증대에 대한 연구 참가자들의 보고가 그 단계 동안에 가장 흔히 일어나는 꿈을 제시하지만,[12] 꿈 또한 NREM수면 동안에 일어날 수 있는데,[12] 이 단계에서는 꿈이 보다 평범해지는 경향이 있다.[13] 처음에는 렘수면 중 90~95%가 꿈을 꾸었다고 보고하지만 비 렘수면 중 5~10%만이 꿈을 꾸었다고 보고하기 때문에 렘수면보다 꿈이 더 드물게 일어나는 것으로 생각되었다.[14] 그러나 좀 더 일반적인 사고 과정이나 감정을 요구했을 때 NREM 꿈의 특징인 꿈 같은 감정을 가지고 있다고 NREM에서 깨어난 사람들의 70%가 잠재적으로 그 이론을 반증한다.[15][16]

또한 NREM 단계에서의 꿈은 렘수면 발생이 가장 높은 시간인 아침 시간에 가장 많이 일어난다는 연구결과도 있다. 이는 피실험자가 특정 시간 간격에 걸쳐 낮잠을 자고 억지로 깨우는 등 수면이 렘수면, 다면촬영술을 이용한 NREM수면만 포함, 낮잠으로 분리되는 연구를 통해 밝혀졌다. 이는 꿈을 꾸는데 렘수면의 다원적 발생이 필요하지 않음을 의미한다. 오히려 렘수면을 만드는 실제 메커니즘은 사람의 수면경험에 변화를 준다. 이러한 변화를 통해, 아침까지, NREM 동안 발생하는 유형과 비교해도 손색이 없는 하위 관능적 활성화가 일어난다. 아침 시간에 NREM 단계에서 꿈을 꾸게 되는 것은 이 하위문화적 활성화다.[17]

꿈꾸는 자아

꿈은 두 가지 자아, 즉 공격적인 자아(REM)와 우호적인 자아(NREM)를 수반한다고 제안한다. NREM 꿈에서 자아는 다른 상황에 놓이게 되고, 대체로 부정적이지만, 친구가 되거나 낯선 사람을 포용하는 방식으로 반응하는 것으로 발견된다.[2] 때때로 NREM 수면에서 몽상가들은 "자각하는 것을 인식한다"고 생각하는데, 이는 그들이 더 나은 결정을 내리고 그들을 반성할 수 있게 해주는 "2차 인식"[18]이라고도 알려져 있다.[15]

근육 운동

REM이 아닌 수면 중에는 상기도의 대부분의 호흡근육에 대한 강장제 추진이 억제된다. 이것은 두 가지 결과를 낳는다.

  1. 상기도는 더 플로피하게 된다.
  2. 율동적 내경사는 강장성 내경사의 제거로 모토뉴론(motoneuron)을 제거하고 결과적으로 근육세포가 생기면서 세포내 칼슘 수준이 낮아지기 때문에 근육 수축이 약해진다.

단, 횡격막은 주로 자율계통에 의해 구동되기 때문에 비 REM 억제가 상대적으로 면제된다. 따라서, 그것이 발생시키는 흡입 압력은 그대로 유지된다. 이것은 수면 중에 상기도를 좁게 하여 저항력을 높이고 상기도를 통과하는 기류를 격동시키고 소음을 일으킨다. 예를 들어, 사람이 자고 있는지 여부를 판단하는 한 가지 방법은 일단 잠이 들면, 그들의 호흡이 눈에 띄게 커진다. 당연히 수면 중 호흡 중 상기도가 쓰러지는 경향이 증가하면 상기도 내 조직의 진동인 코골이를 유발할 수 있다. 이 문제는 등을 대고 잠을 잘 때 비만인 사람들에게 악화되는데, 이는 여분의 지방 조직이 기도에 짓눌려 기도가 닫힐 수 있기 때문이다. 이것은 수면 무호흡으로 이어질 수 있다.[citation needed]

파라솜니아스

주요기사 : 파라솜니아

파라솜니아의 발생은 NREM 수면의 마지막 단계에서 매우 흔하다. 파라솜니아는 수면의 기능이나 질, 또는 시기 등에 영향을 미치는 수면행위로, 뇌가 잠들고 깨는 단계 사이에 끼이는 생리적 활성화에 의해 발생한다. 자율신경계, 인지과정, 운동계통은 자는 동안 또는 자는 동안 활성화된다.

파라솜니아의 예로는 섬남불교(수면), 섬나일루키(수면담화), 수면먹기, 악몽이나 야경, 수면마비, 섹스섬니아(또는 "수면성") 등이 있다. 이들 중 다수는 유전적 요소를 가지고 있으며, 행동이나 침대 파트너에게 상당히 해를 끼칠 수 있다. 기생충은 어린이들에게 가장 흔하지만, 대부분의 어린이들은 나이가 들면서 자란다. 하지만, 너무 자라지 않는다면, 그것들은 일상생활에 다른 심각한 문제를 일으킬 수 있다.[19]

폴리솜노그래피

Polysomnography(PSG)는 수면 연구에 사용되는 시험으로, 그 결과를 Polysomnogram(다형)이라고 한다. 다음은 NREM 1, 2, 3단계의 이미지들이다.

이 수치는 30초 시대(데이터의 30초)를 나타낸다. 두 눈, EEG, 턱, 마이크, ECG, 다리, 비/구강 공기 흐름, 서미스터, 흉부 작용, 복부 힘, 산소 측정 및 신체 위치의 데이터를 순서대로 나타낸다. EEG는 빨간 상자로 강조되어 있다. 2단계 그림의 수면 스핀들은 빨간색으로 밑줄이 그어져 있다.

N1 단계:

N2 단계:

N3단계:

저파수면

주요 기사: 저파수면

저파수면(SWS)은 NREM의 가장 깊은 단계로 이루어져 있으며, 흔히 깊은 수면이라고 한다.

3단계에서 가장 높은 흥분 임계값(예: 특정 볼륨의 소리 등 각성의 어려움)이 관찰된다. 사람은 일반적으로 이 단계에서 깨어났을 때 기진맥진함을 느낄 수 있으며, 실제로 3단계에서 깨어난 후 시행되는 인지 테스트는 다른 단계에서 깨어난 것에 비해 최대 30분 정도까지 정신 성능이 다소 저하된다는 것을 나타낸다. 이러한 현상을 "수면 관성"이라고 부른다.

수면 부족 후에는 대개 SWS의 급격한 반등이 일어나는데, 이는 이 단계에 "필수"가 있음을 시사한다.[20]

슬로우 웨이브 슬립(SWS)은 이전에 생각했던 것과 달리 뇌가 정지한 상태와는 달리 매우 활동적인 상태다. 뇌 영상 데이터는 NREM 수면 중 지역 뇌 활동이 방금 지나간 깨어 있는 경험에 의해 영향을 받는다는 것을 보여주었다.

3D 미로를 항해하는 법을 배우도록 하기 위해 실험 그룹과 대조군이 참여한 연구가 수행되었다. 파라히포캄팔 회색의 혈류량은 3D 미로를 통해 개인의 성과와 맞물려 증가했다. 참가자들은 그 후 4시간 동안 미로에서 훈련을 받았고 이후 NREM 수면, REM 수면, 그리고 잠에서 깨는 다양한 수면 주기 동안 그들은 밤 동안 PET 스캔을 사용하여 12번 스캔되었다. PET스캔은 전날의 훈련으로 인해 SWS/NREM 수면 중 해마의 혈류량이 더 높은 것으로 나타났으며 대조군은 혈류량이 증가하지 않았고 전날 훈련을 받지 않았다. 이 연구에 따르면, 수면 중의 뇌 활동은 전날의 사건들이 차이를 만든다는 것을 보여준다. 한 이론은 해마와 신피질 대화의 모델을 제시한다. "해마 활동의 두 단계가 제안되었는데, 첫째는 깨어 있을 때의 기억 기록이고, 둘째는 NREM 수면 중 기억 재생과 관련된 것이다. 이 메모리 발화 시퀀스의 재활성화 과정은 초기에는 해마와 독립적으로 피질에서 원래 정보가 활성화될 수 있도록 신피질 사이트 간의 약한 연결을 점차 강화하여 해마의 상쾌한 인코딩 용량을 보장하는 것으로 생각된다." 마케는 정보 처리와 기억력에 관련된 뇌의 영역이 느린 파동 수면 기간 동안 뇌의 활동을 증가시켰다고 결론지었다. 전날 경험한 이벤트는 다음날 기억상환이 보다 효율적이고 선명하게 이루어지며, 따라서 뇌의 기억 영역이 이전에 생각했던 대로 휴면 상태가 아닌 SWS/NREM 수면 중에 활성화됨을 알 수 있다.[21]

느린파 활동(SWA)으로도 알려진 NREM SWS는 동태적 행동뿐만 아니라 나이와의 뚜렷한 상관관계 때문에 뇌 발달에 매우 중요한 것으로 평가된다.[22] 아이들은 어른들보다 더 오래 그리고 더 깊이 잔다. 수면 깊이 차이는 SWA의 EEG 기록에 의해 정량화되었다.[23] SWA의 증가는 사춘기 직전에 최고조에 달하며, 전형적으로 발달한 참가자들의 종단면 및 단면 연구에서 청소년기에서 성인기로 기하급수적으로 감소한다.[24][22][23][25] 이 현상은 NREM 수면 중에 대사되는 기억과 학습된 기술로 이해된다.[22] SWA의 감소는 시냅스적 재와이어링의 반영으로 간주되며, 따라서 행동 성숙의 결론에 영향을 미친다.[24] 어린 시절부터 신흥 성인에 이르는 결정적 시기 역시 정신장애가 나타나기 위한 민감한 시기로 여겨진다. 예를 들어, 인지 및 운동 조절에 영향을 미치는 뇌 장애인 주의력 결핍 과잉행동장애(ADHD)를 가진 어린이들은 MRI 데이터당 일반적으로 발달하는 어린이들과 대조적으로 피질 두꺼워지는 궤적이 상당히 달랐다. 피질 두께는 뇌의 성숙을 측정하는 일반적인 척도다. ADHD 아동들의 주된 차이는 특히 전두엽에서 피질 두께의 지연을 보여준다.[25] 회백질 두께와 SWA의 궤적에서 유의한 상관관계는 SWA가 개별 수준에서 피질 성숙 수준을 나타낼 수 있음을 시사한다.[24] 그러나 ADHD 진단을 SWA 판독에서 직접 내릴 수 있는 연구는 아직 없다.

기억력

주요 기사: 수면과 기억력

비급속 안구 운동 수면은 특히 선언적 기억력(절차적 기억력 향상이 REM-sleep과 더 관련이 있는 반면)[26]에 있어서, 학습 유형에 대한 단계별 영향 사이의 명확한 구분이 가능하지 않은 것으로 보여도 기억력 통합에 유익한 효과로 알려져 있다.[27]

일반적으로 REM과 NREM은 모두 새로 인코딩된 메모리가 수면 중에 재활성화 및 통합되기 때문에 메모리 성능 향상과 관련이 있다.[28]

NREM 수면은 선언적 기억-태스크 후에 잠을 잔다는 여러 연구에서 선언적 기억 통합과 밀접하게 연관되어 있는 것으로 입증되었다; NREM 단계가 가득 찬 수면은 낮잠이나 밤 이후에 깨어있거나 REM 수면을 더 많이 취한 피험자들에 비해 더 나은 성과를 보였다.[29][30][31]

메모리 통합에서 NREM 수면의 중요성은 큐잉을 사용하여 입증되었다. 이 패러다임에서는 참가자들이 잠을 자고 NREM 수면 단계에 있는 동안 단서가 제안된다(예를 들어, 자연적으로 표현되는 소리나 단어, 냄새 등이 될 수 있다).[32][33][34] 이 절차가 후기 메모리 성능 향상에 효과적이었다는 사실은 이러한 단계 동안 단서에 의해 촉진되는 메모리 트레이스의 재활성화와 후속 통합이 존재함을 나타낸다. 중요한 것은 피험자가 깨어 있거나 REM 단계에 있을 때 큐잉을 제시하면 효과가 없다.[32][33]

또한 기억력 통합에서 SWS(Slow-Wave Sleep, NREM 절전 단계)의 구체적이고 결정적인 역할은 전기 자극을 통해 느린 진동을 유도하고 촉진하는 연구에서[35] 입증되었다. 이 SWA의 증가로 인해 참여자들은 선언적 기억력 과제에서 더 나은 성과를 얻었다. SWA는 학습에 도움이 될 뿐만 아니라, 그것의 억제가 선언적인 기억력 통합을 손상시키는 것으로 증명되었기 때문에, 그것은 또한 중요하다.[36]

반면에, 떨어진 후, 선언적 그들의 증가를 사용하는 것으로 판명되었다 더 좋은 기억력(과 관련된 learning,[37]들이(밀도에서 증가하고)이 향상된다(특히 N2논렘 수면 단계와,라 N3논렘 수면 단계 중 발생할 수 있관련된)또한 선언적 통합을 위해 중요한 스핀들 잠을 잔다. phar스핀들 밀도의 대식학적 조작 및 학습 과제의 결과 측정).[38]

수면 및 기억 안정화의 작동 모델

슈라이너와 래쉬(2017)[34]는 수면 중 메모리에 대한 유익한 신호 효과가 어떻게 기능할 수 있는지를 보여주는 모델을 제안했는데, 여기에는 세타, 감마파, 수면 스핀들이 포함된다.

증가된 세타 활동은 큐잉 후 기억의 성공적인 재확립을 나타낸다. 그러한 증가가 관찰되면 큐와 메모리 트레이스 사이의 연관성이 충분히 강하다는 것을 의미하며, 큐는 효과적인 방법과 시간으로 제시된다. 세타파는 감마 활성과 상호작용하며 - NREM 기간 동안 - 이 진동성 세타 감마는 해마에서 피질로 기억표현의 이동을 생성한다. 한편, 수면 스핀들 증가는 세타 증강 직후 또는 병렬로 발생하며, 안정화, 강화 및 새롭게 인코딩된 메모리 트레이스의 통합에 필요한 메커니즘이다.[34]

중요한 것은 이러한 작업 모델에서 느린 진동은 '시간을 주는 페이스 메이커'[34]의 역할을 하고 있으며, 큐의 성공을 위한 전제조건으로 보인다.

이 모델에 따르면, 느린 파동이나 스핀들만을 강화시키는 것은 수면의 기억 기능을 향상시키기에 충분하지 않다.[34] 두 가지 모두 영향을 받기 위해 증가해야 한다.

다른 동물의 NREM

NREM에 대해 알려진 것은 많지 않기 때문에 과학자들은 잠재적으로 더 많은 것을 이해하기 위해 다른 동물들, 특히 왜 뇌가 두 개의 뚜렷한 상태를 가지도록 진화했는지에 대한 연구를 수행했다.[39] 그들의 연구에서, 새와 돌고래와 같은 특정 포유류 사이에서, 그들의 뇌는 비슷한 행동을 보인다는 것이 발견되었다. 특정 종의 새들은 뇌 반구의 절반이 NREM 수면 중 인간과 유사한 뇌파를 방출하고, 나머지 반은 완전히 의식해 잠을 자는 동안 날 수 있는 것으로 밝혀졌다.[40] 특정 종의 돌고래들도 잠을 자는 동안 수영을 할 수 있도록 새와 비슷한 행동을 보인다.[41]

쥐의 경우 24시간 수면부족 후 인간의 뇌에 직접 해당하는 [42]NREM 수면에서 수면부족 시 REM 수면보다 NREM 수면을 우선시하는 저파활동이 증가하는 것으로 조사돼 NREM 수면이 수면실수에 대한 조절과 보상의 책임이 있음을 시사했다.[43]

참조

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추가 읽기

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