수면장애·우울감 높은 교대 근무자… 원인은 ‘배외측 전전두엽 피질’

교대 근무자의 수면장애와 우울증상 간의 연관성에 관여하는 뇌과학적 기전이 밝혀졌다. 정서 정보처리 능력과 관련된 배외측 전전두엽 피질(DLPFC)이 영향을 미치는 것으로 나타났다.

서울대병원 이유진 교수팀과 삼성서울병원 김석주 교수팀이 60명의 교대 근무자와 61명의 대조군을 대상으로 정서 스트룹 과제를 수행하면서 기능적 뇌자기공명영상(fMRI)을 촬영해 과제 수행에 따른 뇌 활성화 정도를 비교한 결과, 이 같은 사실을 확인했다고 26일 밝혔다.  

전체 근로자의 15~30%는 교대 근무자다. 이들의 순환 교대 패턴이 일주기 생체 리듬을 방해하여 수면 문제와 우울증의 위험이 증가한다고 여러 연구에서 보고됐다. 그러나 이를 뒷받침하는 뇌과학적 기전에 대해서는 지금껏 명확히 밝혀지지 않았다.

이에 연구팀은 교대 근무자의 수면 장애와 우울 증상을 연계시켜 정서적 간섭에 관여하는 특정 뇌부위의 기능과 그 역할에 주목했다.

연구팀은 교대 근무자군(60명)과 비교대 근무자군(61명, 대조군)으로 나눠 3개 의 자극(정서, 수면, 중립 단어)에서 정서스트룹 과제(Emotional Stroop task)를 수행하도록 했다. 

참가자들은 특정 단어가 나타날 때 단어 인쇄에 사용된 4가지 색상과 같은 색깔의 버튼을 최대한 빨리 누르도록 요청받았다. 교대근무군과 대조군 모두 반응 시간이 정서 관련 단어, 수면 관련 단어, 중립단어 순으로 길었다. 

이는 일반적으로 정서와 관련된 자극이 인지적 간섭을 가장 많이 일으킨다는 것이고, 수면과 관련된 자극은 그 다음으로 인지적 간섭이 심하다는 것을 의미한다. 

  또한, 정서스트룹 과제를 수행하는 동안 기능적 뇌자기공명영상을 촬영해 과제 수행에 따른 뇌 활성화 정도를 비교 분석했다.

그 결과, 교대 근무자는 대조군에 비해 부정적 정서 단어에 대한 과제를 수행할 때 왼쪽 배외측 전전두엽 피질이 더 많이 활성화된 것으로 나타났다. 

인지 및 실행 기능 제어를 담당하는 뇌의 영역인 배외측 전전두엽 피질이 활성화되어 정서 정보 처리에 대한 취약성이 증가했다는 뜻이다. 

따라서 교대 근무자가 부정적 정서를 처리할 때 대조군에 비해 더 많은 인지적 노력이 필요함을 보여준다고 연구팀은 설명했다. 

이유진 교수는 “이번 연구를 통해 교대 근무자의 수면장애와 우울증 발생에 관여하는 중요한 뇌 영역을 제시했다”며 “추후 이 영역을 타겟으로 신경조절술과 같은 새로운 기술을 적용하면 교대 근무자의 수면장애와 우울증상을 개선하는 데 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 미국 수면연구학회(Sleep Research Society) 저널 ‘수면(Sleep)’ 최신호에 게재됐다.