카페인은 단순히 잠드는 시간을 늦추는 데 그치지 않고, 수면 중에도 뇌를 깨어 있는 상태에 가깝게 만든다는 연구 결과가 나왔다.

30일(현지시간) 네이버 자매지이자 생물학적 분야 국제 학술지인 커뮤니케이션 바이올로지는 필립 톨케를 비롯한 연구진들이 카페인은 뇌의 작동 방식 자체를 변화시켜 수면 중에도 뇌를 깨어 있는 상태에 가깝게 만든다는 연구를 했다고 밝혔다.

미국 연구진은 성인 40명을 대상으로 실험을 진행했다. 참가자들은 수면 직전 200밀리그램의 카페인이나 위약을 섭취하고 실험실에서 하룻밤을 보냈다. 연구팀은 이들의 뇌 활동을 수면 내내 측정했고, 카페인을 섭취한 그룹의 뇌는 이른바 '임계 상태(critical regime)'라고 불리는 단계에 진입한 것으로 나타났다.

이 상태에서는 정보 처리 속도가 빨라지고, 뇌의 활동성이 증가한다. 낮 시간대에는 유익하지만, 수면 중에는 오히려 회복 기능을 방해할 수 있다.

이러한 카페인의 효과는 특히 젊은 성인에게 더 강하게 나타났다. 중장년층 참가자들과 비교해 젊은 참가자들의 뇌에서는 정보 흐름과 복잡성이 더 크게 증가했으며, 이는 생물학적 차이에서 비롯된 것으로 분석된다. 젊은 사람일수록 뇌에 아데노신 수용체가 많고, 이 수용체는 졸음을 유도하는 역할을 한다. 카페인은 이 수용체에 작용해 졸음을 억제한다.

연구에 따르면 카페인은 깊은 수면 단계인 비렘(non-REM) 수면조차도 활성화된 상태로 만들었다. 원래는 뇌 활동이 느려지고 휴식을 취해야 할 단계에서, 카페인의 영향으로 뇌가 계속 깨어 있는 듯한 상태를 유지한 것이다. 이는 수면이 제공해야 할 회복 효과를 감소시키며, 특히 젊은 층에 그 영향이 더 강하게 나타났다. 장기적으로는 수면 부족에 따른 부작용이 누적될 수 있다는 경고다.

이번 연구는 카페인이 단지 잠을 미루거나 얕은 수면을 유도하는 것에 그치지 않고, 수면 중 뇌의 기본적인 작동 방식 자체를 바꿀 수 있음을 보여준다. 수면은 기억을 정리하고, 세포를 복구하는 등 다양한 중요한 기능을 수행하는데, 카페인으로 인해 뇌가 과도하게 활성화될 경우 이 같은 기능이 방해받을 수 있다.

늦은 오후나 저녁에 커피를 즐기는 사람들에게 이번 연구는 중요한 경고를 던진다. 뇌는 단순히 ‘잠들라’는 명령에 따라 작동하지 않는다는 것을 의미한다는 설명이다. 몸속에 흐르는 화학물질에 반응하고 적응하며, 카페인은 그 규칙을 바꾸는 역할을 한다. 이번 연구에서는 특별한 유전적 돌연변이를 가진 일부 사람을 제외하고는, 오후 늦게 마시는 카페인은 수면 건강에 악영향을 줄 수 있기에 주의가 필요하다고 강조했다.