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하이브리드 디바이스로 빛 공해로 틀어진 일주기리듬치료 / 일주기 ICT 연구센터 | |||||
작성일 | 16.08.05 | 작성자 | 채종희 | ||
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조회수 | 1739 | ||||
게시물 내용한 달 전 종강을 맞이하고 바로 인턴을 시작하게 된 A씨. 집과 회사의 거리가 가까운 편이 아니라 지하철에서 볼 예능 한 편을 스마트 폰으로 다운받는다. 그냥 가만히 있으면 지루할 시간들도 예능을 보다 보면 어느새 시간이 훌쩍 지나간다. 아침부터 스마트 폰을 들여다보며 하루를 시작하고, 회사에 도착하자마자 제일 먼저 모니터를 켠다. 계속 되는 업무에 눈은 한시도 모니터를 떠나지 않는다. 눈이 뻑뻑해질 무렵, 점심시간이 다가왔다. 피로했던 눈이 쉴 수 있는 시간! 다른 인턴사원들과 수다를 떨며 식사를 마치고 나니 어느새 업무시간이 돌아왔다. 그렇게 퇴근까지 쉬지 않고 두 눈은 모니터를 향한다. 퇴근을 하고 집에 오니 피로가 몰려온다. 눈꺼풀이 천근만근 내려앉는 느낌에 침대 위로 올라가지만, 잠은 쉽게 오지 않는다. 습관적으로 손은 스마트 폰을 향해 있고 잠들기 전까지 SNS를 하며 시간을 보내는 자신의 모습을 발견한다.
‘하이브리드 디바이스를 이용한 일주기 ICT연구센터’가 미래창조과학부가 주관하는 2016 선도연구센터지원사업 컴퓨터SW/통신/정보기술융합 분야 ERC (Engineering Research Center) 에 선정 되었어요. 일단 ICT의 개념은 쉬워요. Information Communication Technology 이라는 정보통신기술의 약자에요. 정보통신기술을 연구하는 센터라고 보시면 되는데 무엇에 관한 정보통신기술이냐 하면 일주기에 관련된 거예요. 일주기 라는 것에서 일은 며칠 할 때 그 일이에요. 즉, 24시간을 말하는 거죠. 24시간 지구 자전주기에 따라 사람의 일주기 리듬이 교란 되어서 생기는 현상을 정보통신기술환경을 이용해서 치유해보자는 목표로 나오게 된 것이 저희 일주기 정보통신기술 연구센터입니다. 사람은 일주기 리듬에 맞춰서 생활을 해야 하는데 지속적인 빛공해와 스마트 폰 사용 등으로 생활 습관이 깨져 있는 경우가 대부분입니다. 이 일주기 리듬이 깨지게 되면서 불면증, 우울증 같은 부작용이 오게 되는데요. 그래서 저희는 ‘일주기 리듬이 깨져있는 현대인들의 환경을 정보통신기술을 이용해서 정상으로 되돌려보자.’ 라는 것에 대해서 공학적, 과학적으로 연구를 하는 센터입니다.
▲일주기 리듬을 나타낸 그래프.
앞서 말한 것처럼 일단 일주기는 몇 월 며칠 할 때 그 일을 말하는 겁니다. ‘바이오리듬’ 이라는 말 자주 들어보셨죠? 그게 지구 자전주기와 관련이 있어요. 예를 들어서 인간이 지구의 자전주기에 정상적으로 노출되면 몇 시쯤 햇빛을 받아서 일어나게 되고 언제쯤 되면 잠이 드는지 인식하는 기관이 중추신경계에 있어요. 이걸 어려운 말로 시신경교차상핵 (suprachiasmatic nucleus, SCN)에 존재하는 중추생체시계(central clock)라 부르는데, 이 시계가 활성화되어 신경전달과 호르몬 (예컨대 멜라토닌) 분비를 주기적으로 조절하고 몸의 주요장기에 분포한 말초생체시계(local clock)를 외부의 빛/어둠과 동기화하게 되면 수면각성, 혈압, 심박수, 호흡수, 호르몬의 분비 등의 생리현상과 몸을 구성하는 대부분의 장기와 근육, 뼈 등의 신진대사를 포함하는 생화학적, 생리학적 또는 행동학적 활동들의 활성이 24시간 주기로 높아졌다 낮아졌다 하게 되는데, 이를 영어로는 Circadian rhythm. 우리나라 말로는 일주기리듬이라고 부릅니다. 그런데 이건 사람의 눈으로 보면서‘ 아 지금 해가 떴구나.’, ‘해가 지겠네.’처럼 인식하는 것과는 조금 달라요. 시각적인 것 외에 일주기 리듬에 직접적인 영향을 주는 빛의 독특한 파장대가 존재한다는 겁니다. 인간이 노출되는 빛 중 이 파장대의 빛이 지구자전주기에 따른 자연광에 잘 맞으면 이 사람의 생체시계에 따라서 사람 몸이 어떻게 되어야 하는지가 대략적으로 정해져 있어요. 예컨대 언제 체온이 최고/최저가 되고 언제 근육의 능력이 가장 최고/최저가 되고 등등...문제는 낮에 바깥에 나가서 햇볕을 보는 게 아니라 실내에서 일을 하고, 밤에도 안자고 스마트 폰을 하잖아요. 그러니까 이 리듬이 다 깨져 있다는 얘기에요. 밤을 예로 들어 볼까요? 우리나라의 야경을 보면 미국 시애틀에 비해 굉장히 파랗습니다. 파란 빛이 사람의 잠을 방해하는 빛이거든요. 그래서 밤에 스마트 폰을 보면 호르몬이나 온갖 장기들이 ‘아 지금은 밤이 아니고 아직 낮인가 보다.’ 라고 느끼게 되요. 그럼 장기들이 밤에 사람이 잘 때 해야 할 일을 못한다는 거죠. 그러면 계속 이 사람들의 일주기리듬이 정상치에서 벗어나게 되면서 불면증, 우울증, 면역력 약화와 같은 현상이 나타나게 됩니다.
▲일주기리듬 복원용 LED 램프
Q. 램프로 불면증과 우울증을 치료한다는 게 가능할까 싶기도 한데 이 램프는 어떤 방식으로 사람들을 치료해주나요? 한 가지 케이스를 말씀 드릴게요. 북쪽의 아주 추운 지방에 백야현상이 나타나잖아요. 그 백야현상 때문에 밤에도 해가 안지고 환한 것이 지속되죠. 그래서 그 쪽 사람들의 호르몬이나 장기들이 밤에 해야 하는 일들을 못하게 되면서 그로 인해 노동자들이 아침에 일을 나갈 때 몸이 완전히 틀어져 있는 상태가 되잖아요. 그래서 국가에서 아침에 나갈 때 지금이 아침이라는 것을 확실히 알려줄 수 있는 인공적인 색의 빛을 대형램프로 쏘아주면 노동자가 그걸 일정 시간씩 보고 일을 하러 가는 거예요. 일종의 빛을 이용한 치료가 되는 거죠. 원래 자연색은 색의 온도가 있거든요. 자연광으로부터 일주기 리듬을 인식하는 central clock 입장에서는 저녁에 느끼는 색은 약간 노을 빛 같은 호박색이고, 한낮에 느끼는 색은 상당히 푸른 빛 이예요. 어떤 사람이 야간에도 푸른 빛 환경에 노출되면, 이를 낮이라고 느낀 central clock에 의해 멜라토닌 (건강한 수면상태를 유도하는 호르몬) 분비가 억제되고, 건강한 수면을 할 수 없게 되는 것이죠. 그러면 밤에 멜라토닌이 못 나와서 힘들어하는 사람은 멜라토닌을 촉진할 수 있는 빛을 인공적으로 만들어서 이 사람의 central clock 근처로 보내주는 거죠. 그럼 다른 장기들도 ‘지금은 밤이고 멜라토닌이 나와야 하는 시간이구나.’ 라는 걸 알고 밤에 해야 하는 일을 하는 거죠. 램프나 빛을 받아서 치료를 한다는 게 아직까지는 조금 이상하죠.(웃음) 근데 치료를 목적으로 하는 램프들의 초기 형태가 이미 제품으로 많이 나오고 있어요. 실제로 많은 사람들이 이 치료의 효과에 대해 알고 있고요.
▲하이브리드 디바이스 ▲실제 하이브리드 디바이스를 이용한 실생활 (가상)
Q. LED 램프처럼 기술이 발전함에 따라 점점 사회가 발전하고 있는 것 같아요. 교수님이 생각하시기에 앞으로 생활은 어떻게 변하게 될까요?
Q. 이번에 미래창조과학부 주관 ‘2016 선도연구센터지원사업’에 선정되었다고 들었습니다. 앞으로 7년간 132억 원의 연구비를 지원받게 되면서 연구를 진행하실 텐데, 이번 연구의 목표가 있으신가요?
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