어린이의 카페인 섭취, 짧은 수면과 뇌 구조의 작은 차이와 연관

연구진은 미국 청소년 뇌 인지 발달 연구(ABCD 연구)에 참여한 9~11세 어린이 9,632명의 자료를 사용했습니다. 이 연구는 청소년의 뇌 발달과 건강을 시간에 따라 추적합니다.

어린이들은 커피, 차, 탄산음료를 포함한 카페인 음료를 평소 얼마나 마시는지 보고했습니다. 정신건강 상태도 어린이들이 직접 보고했습니다. 부모는 자녀의 평균 수면 시간을 보고했습니다. 연구진은 뇌의 자세한 영상을 만드는 MRI 검사를 이용해 대뇌피질의 두께와 표면적을 측정했습니다. 대뇌피질은 뇌의 주름진 바깥층입니다.

가장 중요한 결과는 연관성이었습니다. 전체 카페인 섭취량이 많다고 보고한 어린이일수록 대뇌피질 전체 표면적이 작은 경향을 보였습니다. 연구는 이 관계를 B=-0.03, 표준오차 0.01, p값 .001로 추정했습니다. 이 통계치는 이번 자료에서 이 양상이 우연한 변동만으로 설명될 가능성이 낮다는 뜻이지만, 카페인이 원인이었다는 뜻은 아닙니다.

뇌의 네 엽에 걸친 22개 영역에서 표면적이 더 작은 연관성이 보고됐습니다. 연구 초록에 따르면 이 결과는 주로 탄산음료 섭취와 관련돼 있었습니다. 커피와 에스프레소 섭취는 피질 두께와도 일부 추가 연관성을 보였습니다. 피질 두께는 표면적과는 다른 뇌 측정치입니다.

이러한 연관성은 일주일에 한 컵만 마신다고 보고한 수준에서도 나타났습니다. 그렇다고 일주일에 한 잔을 마시면 어린이의 뇌가 변한다는 뜻은 아닙니다. 이는 서로 다른 섭취량을 보고한 집단 사이에서 연구진이 차이를 관찰했다는 의미입니다. 이 연구는 특정 음료를 줄이거나 피하면 특정 변화가 생긴다는 근거를 제시하지 않습니다.

연구진은 수면이 이 양상의 한 부분일 가능성도 살폈습니다. 카페인 섭취량이 많을수록 수면 시간은 더 짧은 것과 연관됐고, 수면 시간이 짧을수록 대뇌피질 표면적은 더 작은 것과 연결됐습니다. 가능한 경로를 탐색하기 위한 통계 분석에서, 짧은 수면 뒤 낮은 표면적이 이어지는 양상은 카페인 섭취가 많을수록 6개월 및 18개월 뒤 정신건강 문제 보고가 더 많았던 연관성을 일부 설명했습니다.

여기서 ‘매개됐다’ 또는 ‘일부 설명했다’는 말에는 특정한 뜻이 있습니다. 수면과 뇌 구조가 이 연결의 일부일 수 있다는 자료상의 양상을 뜻합니다. 카페인이 수면을 줄이고, 이어 뇌를 바꾸며, 정신건강 문제를 일으켰다는 일련의 과정을 증명하는 것은 아닙니다.

연구팀은 카페인 섭취와 뇌 측정치의 연결을 살피기 위해 선형 혼합효과 모형을 사용했습니다. 또 다른 통계 방법인 구조방정식 모형을 사용해 수면 시간과 뇌 구조가 이후 정신건강 보고와 어떤 관련이 있을 수 있는지 분석했습니다.

이 연구는 어린이들에게 카페인을 마시거나 피하도록 무작위로 배정한 임상시험이 아닙니다. 이는 중요한 차이입니다. 탄산음료를 더 많이 마시는 어린이는 그렇지 않은 어린이와 여러 면에서 다를 수 있기 때문입니다. 보도자료는 탄산음료에 설탕이 들어 있고, 다른 생활 습관이나 위험 감수 행동과 함께 나타날 수 있다고 지적했습니다. 이런 요인이 관찰된 연관성의 일부 또는 전부를 설명할 수 있습니다.

제공된 자료에는 각 뇌 영역의 효과 크기 전체, 카페인과 수면 보고를 어떻게 검증했는지, 분석에 넣은 모든 요인이 자세히 제시돼 있지 않습니다. 카페인 섭취와 정신건강은 어린이의 자기보고에 기반했고, 수면 시간은 부모 보고에 기반했습니다.

이번 결과는 뇌가 발달하는 시기의 카페인 섭취에 관한 질문을 더합니다. 카페인의 역할을 더 분명히 알려면 설탕, 음료 종류, 수면 습관, 그리고 서로 연결된 다른 행동을 구분하는 연구가 필요합니다. 더 긴 기간 동안 변화를 추적하고, 섭취량과 수면을 더 직접적으로 측정하는 연구가 이 연관성을 무엇이 이끄는지 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다.