[논문 리뷰] Ambient heat and human sleep

Kelton Minor, Andreas Bjerre-Nielsen외 3명|arXiv (Cornell University)|2020. 11. 13.

Sleep and related disorders참고 문헌 38인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 2015~2017년 동안 68개국에서 수집한 700만 건 이상의 야간 수면 기록과 기상 데이터를 연결하여, 야간 기온 상승이 수면 지속 시간을 뚜렷이 감소시킨다는 것을 보여주며, 주로 수면 도착 지연로 인해 발생한다. 이 영향은 저소득 국가, 노인층, 여성에서 가장 두드러지며, 단기적 적응이 관찰되지 않으며, 기후 예측에 따르면 향후 기후 냉각 시나리오에서 수면 손실이 악화될 것으로 예상된다.

ABSTRACT

Ambient temperatures are rising globally, with the greatest increases recorded at night. Concurrently, the prevalence of insufficient sleep is increasing in many populations, with substantial costs to human health and well-being. Even though nearly a third of the human lifespan is spent asleep, it remains unknown whether temperature and weather impact objective measures of sleep in real-world settings, globally. Here we link billions of sleep measurements from wearable devices comprising over 7 million nighttime sleep records across 68 countries to local daily meteorological data from 2015 to 2017. Rising nighttime temperatures shorten within-person sleep duration primarily through delayed onset, increasing the probability of insufficient sleep. The effect of temperature on sleep loss is substantially larger for residents from lower income countries and older adults, and females are affected more than are males. Nighttime temperature increases inflict the greatest sleep loss during summer and fall months, and we do not find evidence of short-term acclimatization. Coupling historical behavioral measurements with output from climate models, we project that climate change will further erode human sleep, producing substantial geographic inequalities. Our findings have significant implications for adaptation planning and illuminate a pathway through which rising temperatures may globally impact public health.

연구 동기 및 목표

• 실제 세계의 글로벌 환경에서 실내 온도가 객관적 수면 지속 시간에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 특히 야간 기온 상승이 다양한 인구 집단의 수면 도착 및 지속 시간에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 연령, 성별, 국가 소득 수준과 같은 인구통계적 요인에 따른 수면 방해의 격차를 평가하기 위해.
• 역사적 행동 데이터와 기후 모델 데이터를 활용하여 기후 변화 시나리오 하에서의 향후 수면 손실을 예측하기 위해.

제안 방법

• 2015년부터 2017년까지 68개국에서 수집한 700만 건 이상의 야간 수면 기록을 수집하고 분석함.
• 수면 데이터를 지역별 일일 기상 데이터와 매칭하여, 주로 야간 기온을 주요 환경 변수로 삼음.
• 개인 및 시간적 혼란 요인을 보정하기 위해 내부 개인 통계 모델링을 사용하여 기온이 수면 지속 시간에 미치는 영향을 분리함.
• 기후 모델 출력 자료를 활용하여 지역 및 인구 집단별로 분류된 온난화 시나리오 하에서의 향후 수면 손실을 예측함.
• 성별, 연령, 국가 소득 수준에 따른 차이를 평가하기 위해 부집단 분석을 실시함.
• 기온-수면 관계의 계절적 및 시간적 패턴을 분석하여 단기 적응의 유무를 평가함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다양한 글로벌 인구 집단에서 실생활 환경에서 야간 실내 온도가 객관적 수면 지속 시간에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 특히 성별, 연령, 국가 소득 수준에 따라 기온 상승에 대한 수면 민감도에 인구통계적 격차가 존재하는가?
• RQ3 단기 적응이 수면 지속 시간에 대한 열의 부정적 영향를 완화하는가?
• RQ4 수면 손실에 기온 영향이 가장 뚜렷한 계절은 언제인가?
• RQ5 기후 변화가 향후 수십 년간 세계적 수면 손실을 얼마나 악화시킬 것인가?

주요 결과

• 야간 기온 상승은 주로 수면 도착 지연을 통해 수면 지속 시간 감소와 유의미하게 관련되어 있으며, 기온이 1°C 상승할 경우 수면 지속 시간에 측정 가능한 감소가 관찰됨.
• 저소득 국가 거주자들에게 기온 상승이 미치는 부정적 영향은 고소득 국가에 비해 뚜렷이 더 큼.
• 노인층과 여성은 젊은 성인 및 남성보다 기온 상승으로 인한 수면 방해를 더 크게 경험함.
• 영향은 여름과 가을에 가장 뚜렷하며, 한 계절 동안 단기 적응의 증거가 없음.
• 기후 예측에 따르면 기온 상승으로 인해 세계적으로 수면 손실이 크게 증가할 것으로 예상되며, 특히 기후 열에 취약한 지역에서 심화될 것임.
• 수면 손실의 지리적 불평등은 향후 더욱 심화될 것으로 예상되며, 가장 큰 부담은 저소득 및 열대 지역 인구에게 집중될 것임.