실험에 사용된 조명 환경으로 (위) 멜라토닌을 억제하여 아침잠을 깨워주는 높은 색온도의 청백색 조명과 (아래) 휴식에 적합한 낮은 색온도의 조명. KAIST 산업디자인학과 강의실에 설치되어 실제 수업에서 활용되는 모습. (사진=KAIST 제공)
한국과학기술원(KAIST)은 산업디자인학과 석현정 교수·최경아 연구교수가 높은 색의 온도를 갖는 청백색의 푸른 빛이 아침잠을 깨우는 데 효과적임을 확인했다고 27일 밝혔다.
빛이 생리적 작용에 관여한다는 사실은 2000년대 초반 인간의 망막에서 제3의 광수용세포가 발견된 이후 꾸준히 연구 중이다.
그러나 관련 기존 연구는 푸른 빛의 강한 레이저를 직접 조사하는 한정적인 조건에서 실험이 이뤄지면서 결과를 일상에 접목하기가 어려웠다.
또 푸른 빛을 저녁이나 늦은 오후에 접하면 멜라토닌 분비가 억제돼 숙면을 방해한다는 사실을 규명하는 데에만 주력했다.
연구팀이 강의실에서 LED 빛의 변화를 관찰하고 있다. (사진=KAIST 제공)
연구팀은 푸른 빛이 저녁에는 숙면에 방해될 수 있지만, 때와 장소에 따라서는 이로운 빛으로 활용할 수 있음을 증명하기 위해 연구를 진행했다.
KAIST 학생 15명을 대상으로 실험을 진행하며 호르몬과 타액 변화 등의 생리적 지표와 설문 조사를 통한 주관적 지표를 동시에 관찰했다.
그 결과 빛의 색 변화에 따라 감성 등을 나타낸 주관적 지표와 멜라토닌 분비에 변화가 일어남을 확인했다.
연구팀은 오전에 쬐는 청백색의 빛은 인체를 잠에서 깨워 생체리듬을 조절하는 데 긍정적인 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다.
앞서 최경아 연구교수는 박사과정 시절 학습 환경의 조명이 학생들의 학습 활동에 미치는 영향을 밝힌 바 있다. 이번 연구를 통해 조명의 빛깔이 사람에게 미치는 영향을 하루 주기와 접목해 더욱 심화한 결과를 얻은 것이라고 연구팀은 설명했다.
이번 연구는 인간 중심의 조명이 나아가야 할 방향을 제시한 것으로 인공적인 조명 시스템을 변화하는 데 긍정적인 영향을 끼칠 것으로 기대된다.
왼쪽부터 정현정 교수, 석현정 교수, 김태수 박사과정, 최경아 연구교수. (사진=KAIST 제공)
최경아 연구교수는 “이런 조명 시스템의 진화가 실내 건축물뿐 아니라 자동차 내부와 지하주차장 세탁기, 냉장고 등 각종 전자기기에도 적용할 수 있다”고 말했다.
이어 "스마트 조명 시스템을 달력, 출장 앱과 연동한다면 자동 학습을 통해 인간의 생체리듬과 권장 수면시간과 기상 시간에 맞춰 조명의 색과 세기를 조절할 수도 있을 것으로 전망한다"고 덧붙였다.
이번 연구는 한국연구재단의 이공분야 기초연구사업의 지원으로 수행했다. 산업디자인학과 소속 교수와 연구원이 교신저자 및 1 저자로 참여해 순수과학 분야 저널에 논문을 게재했다.