코골이는 ‘몸속 클라리넷 소리’…입천장이 악기로

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나이가 들수록 심해지는 코골이는 수면 중 호흡을 할 때 상기도(기도, 코, 목구멍 등)를 통과하는 공기가 주변의 부드러운 조직(연구개, 목젖, 편도 등)을 진동시키면서 발생하는 거칠고 마찰된 소리다. 나이가 들면 기도를 지탱하는 근육들이 탄력을 잃고 느슨해져 처지면서 공기 통로가 좁아져 떨림이 더욱 쉽게 발생한다.

코를 고는 사람의 비율은 조사 대상이나 연령대에 따라 차이가 있지만, 대략 전체 성인의 25~50%에 이르는 것으로 알려져 있다. 한국의 경우엔 40살 이상 성인을 기준으로 남성의 약 20%, 여성의 약 10%가 코골이를 하는 것으로 질병관리청은 추정한다.

그러나 대부분의 연구는 아주 심각한 수면 무호흡증 치료에 초점을 맞추고 있어, 기도가 막히지 않는 '평범한' 코골이의 구체적인 발생 원리는 상대적으로 베일에 싸여 있었다.

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스웨덴 왕립공대 연구진이 수면무호흡증이 아닌 일반적인 코골이의 경우, 기도 안에서 공기와 연구개, 목젖 등 부드러운 조직이 서로 밀고 당기면서 소리가 발생한다는 것을 밝혀내 국제 학술지 ‘유체물리학(Physics of Fluids)’에 발표했다. 이는 공기 흐름을 진동으로 바꿔 소리를 내는 목관악기 클라리넷의 원리와 비슷하다. 코골이 역시 지속적인 호흡 공기가 연구개 조직의 진동을 유발해 소리를 냈다.

연구진은 분석을 위해 3차원 상기도 컴퓨터 모델을 구축했다. 앞니 바로 뒤쪽 입천장(구개)을 만져보면 표면이 매우 단단한 경구개가 있고, 더 안쪽으로 들어가면 좀더 부드러운 연구개가 있다. 즉 입천장 앞쪽은 뼈, 뒤쪽은 근육이다. 연구진은 이 가운데 연구개 조직을 이번 분석의 중심으로 삼았다.

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이어 호흡을 통해 들고 나는 공기가 연구개를 밀면 주변 조직이 움직이고, 그 조직의 움직임은 다시 공기 흐름을 바꾸는 ‘양방향 상호작용’을 구현했다. 공기 흐름은 무호흡증이 없는 코골이 여성 환자 1명의 실제 호흡 측정 기록을 기반으로 했다.

기도가 좁아지지 않아도 코골이 가능

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분석 결과, 입천장 뒤쪽의 부드러운 연구개 조직은 마치 클라리넷의 리드처럼 공기가 계속 유입되는 한, 바람에 깃발이 펄럭이듯 계속 진동을 반복했다. 진동 폭은 연구개 끝부분 기준 2.8~4.2mm였다. 이는 실제 수면 중인 환자를 MRI(자기공명영상)로 촬영해 측정한 2~8mm 범위 안에 들어맞는 수치였다.

모의 실험에서 예측된 소리 크기는 숨을 들이 쉴 때 75dB(데시벨), 숨을 내쉴 때 69dB로 숨을 들이쉴 때 소리가 더 컸다. 가장 큰 소리는 90헤르츠(1초 동안의 진동 수) 대역에서 나왔는데, 이 역시 환자의 연구개 코골이를 실제로 녹음했을 때 관찰되는 68~138헤르츠 범위와 일치했다. 소리 크기와 음높이 모두 실제 임상 현장에서 측정되는 코골이 특성과 맞아떨어진 셈이다.

그동안 과학계는 코골이 소음의 주원인이 공기의 불규칙한 흐름, 즉 난기류일 것으로 추정했으나 이번 연구는 그것이 아니라는 점을 분명히 했다. 난기류가 소리 생성에 기여하는 비중은 전체의 0.5% 미만에 그쳤으며, 코골이 소리는 거의 전적으로 호흡 방향이 바뀔 때마다 공기가 연구개를 밀고 당기는 힘, 즉 ‘불규칙한 공기역학적 압력’에서 비롯되는 것으로 나타났다.

연구를 주도한 펑 리 연구원은 “이번 연구로 기도가 열려 있고 붕괴되지 않은 상태에서도 연구개의 자기 지속적 진동만으로 코골이가 발생할 수 있음을 확인했다”며 “이는 연구개의 진동이나 그것을 유발하는 공기역학적 힘을 줄이는 것이 코골이 치료에서 중요하다는 것을 시사한다”고 말했다.

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그러나 이번 연구에 쓰인 모델은 실제 환자의 목구멍이 아니라, 지름 3.8cm의 곧은 관 형태로 단순화한 모델이라는 한계가 있다. 이 단순한 모델은 한편에선 코나 폐의 공명 같은 소리 증폭 요인이 빠져 있다. 한편에선 소리 크기가 실제보다 과소평가되고, 다른 한편에선 조직의 에너지 흡수가 고려되지 않아 진동 폭이 다소 과장돼 있을 가능성이 있다.

연구진은 다음에는 입천장의 경직도가 조직의 진동과 코골이 소리에 어떤 영향을 미치는지 조사할 계획이라고 밝혔다.

*논문 정보

Computational analysis of palatal non-apneic snoring sound generation using a simplified human upper-airway model. Physics of Fluids(2026)