Sleep onset is a creative sweet spot (2021)
https://doi.org/10.1126/sciadv.abj5866

 

해당 논문은 수면이 창의적 통찰을 촉진하는 메커니즘을 탐구하며, 특히 수면 개시 단계(N1)가 창의적 문제 해결 능력을 강화하는 "창의적 최적점(creative sweet spot)"이라는 개념을 실험적으로 입증한 연구이다. 연구는 N1 단계에서의 짧은 경험이 어떻게 문제 해결 통찰력에 영향을 미치는지 분석하며, 이를 바탕으로 창의성 증진에 대한 실용적 방법론을 제시한다.

 

연구의 배경 및 필요성

• 수면과 창의적 사고: 수면이 통찰력과 문제 해결을 돕는다는 연구는 많지만, 대부분 REM 수면(빠른 안구 운동 수면)이나 SWS(서파 수면)에 초점이 맞춰져 있다. 이들 수면 단계는 각각 의미 간 연결 강화와 추상화 능력을 촉진한다고 알려져 있다. 하지만 N1 단계(깨어있음과 수면의 경계 상태)는 상대적으로 덜 연구되었다.
• N1 단계의 특징:
  • N1은 수면으로 접어드는 첫 단계로, 뇌는 여전히 논리적 사고를 유지하면서도 자유로운 상상과 꿈과 같은 경험을 만들어낸다.
  • 이 단계는 "반쯤 깨어 있는 상태"로 환경과의 연결이 약해지면서, 창의적 아이디어가 자연스럽게 떠오를 수 있는 잠재력을 지닌다.

 

연구 방법

1. 참가자: 103명의 건강한 성인(여성 73명, 평균 나이 23.2세)이 참여했으며, 이들은 과도한 수면 부족이나 정신 건강 문제 등이 없는 것으로 확인되었다.
2. 실험 설계
   • 숫자 축소 과제(Number Reduction Task, NRT)
     • 참가자는 8자리 숫자열을 보고 규칙을 이용해 최종 숫자를 빠르게 계산해야 했다.
     • 숨겨진 규칙(숫자열의 두 번째 숫자가 항상 정답)을 인지하지 못한 상태에서 시작하여, N1 상태가 이를 깨닫는 데 어떤 영향을 미치는지 평가
   • 에디슨 기법: 참가자들은 의자에 반쯤 누운 상태에서 손에 물체를 쥐고 20분간 휴식했다. 물체가 떨어지면 깨어나 자신의 생각을 기록하도록 했다. 이 방법은 발명가 토머스 에디슨의 습관에서 영감을 받아 창의적 사고 순간을 포착하기 위해 사용되었다.
   • 수면 모니터링: EEG(뇌파), EOG(안구 움직임), EMG(근전도)를 통해 수면 상태를 측정했다.
3. 참가자 그룹화
   • 깨어있는 상태(Wake): 전혀 수면에 들지 않은 그룹(49명)
   • N1 단계: 수면 개시 단계(N1)에 도달했지만, 깊은 수면(N2)에 진입하지 않은 그룹(24명)
   • N2 단계: N2(깊은 수면) 단계에 도달한 그룹(14명)

 

연구 결과

1. N1 단계의 창의적 효과
   • N1 그룹에서 최소 1분간 머문 참가자의 통찰력 발견 가능성은 83%로, 깨어있는 그룹(31%)보다 2.7배, N2 그룹(14%)보다 5.8배 높았다.
   • N2 단계에 진입한 참가자는 창의적 통찰력이 현저히 감소했다.
2. 창의적 최적점의 특성
   • 알파 파워(Alpha Power)
     • 중간 수준의 알파 파워가 가장 높은 통찰력을 보였다.
     • 알파 파워가 너무 낮거나 높으면 창의적 통찰이 줄어드는 경향이 있었다.
   • 델타 파워(Delta Power)
     • 델타 파워가 낮을수록 창의적 통찰 가능성이 높았다. 반대로 델타 파워가 높을수록 통찰 가능성이 감소했다.
3. 에디슨 기법의 효과
   • 물체가 떨어지는 순간이 N1 상태를 벗어나지 않도록 유도하여 창의적 통찰을 유지하는 데 효과적이었다.
   • 물체 낙하 후 깨어난 참가자 중 62%가 독특한 꿈 같은 경험을 보고했다.
   • 이 방법은 비용이 들지 않고 누구나 일상에서 실천할 수 있는 창의력 강화 도구로 활용될 가능성이 크다.

 

 

그래프 설명

1. Insight Percentage by Sleep Stage

• N1(수면 개시 단계), 깨어있는 상태(Wake), N2(깊은 수면)에서 창의적 통찰(Insight)을 발견한 비율을 비교하였다.
  • N1 단계에서는 83.33%의 높은 통찰력 발견 비율을 기록하며, 창의적 최적점이 되는 수면 단계임을 보여준다.
  • 깨어있는 상태(Wake)는 30.61%로 비교적 낮은 통찰력을 보였으며, N2 단계(14.29%)에서는 더욱 감소했다.
• N1 단계가 창의적 사고를 촉진하는 데 중요한 역할을 한다는 점을 시사한다.

2. Reaction Time and Accuracy Before and After Eureka

• 창의적 통찰(Eureka) 이전(Before)과 이후(After)의 반응 시간(Reaction Time)과 정확도(Accuracy)를 비교하였다.
  • 반응 시간(Reaction Time): 통찰 이후에는 평균 반응 시간이 13.07초에서 3.81초로 크게 단축되었다.
  • 정확도(Accuracy): 통찰 이후 정확도가 91.15%에서 96.86%로 증가하였다.
• 통찰(Eureka)은 문제 해결 과정의 효율성과 정확성을 동시에 크게 향상시킨다. 이는 창의적 통찰의 실질적 효과를 정량적으로 보여준다.

 

연구 결론

이 연구는 수면 개시 단계(N1)가 창의적 문제 해결 능력을 크게 향상시킬 수 있음을 밝혔다. N1 단계에서 최소 1분간 머무르면 창의적 통찰을 발견할 가능성이 깨어있는 상태보다 약 2.7배 높아지며, 깊은 수면(N2)에 진입하면 이러한 효과는 감소한다. EEG 분석 결과, 중간 수준의 알파 파워와 낮은 델타 파워가 N1 단계에서 창의적 최적점을 만드는 데 중요한 역할을 한다는 점이 확인되었다. 이는 짧고 얕은 수면 단계가 창의적 사고를 촉진하는 실질적인 방법이 될 수 있음을 시사한다.