운동이 뇌를 건강하게 하고 인생을 바꿀 수 있는 이유
<유쾌한 운동의 뇌과학> 정리
"더 똑똑해지고 싶다. 뭔가를 빨리 배우고, 판단하고, 실행할 수 있는 능력을 가지고 싶다."
그런 마음이 있다면 편한 복장에 운동화를 신고 밖으로 나가 달리기를 시작해야 합니다.
운동을 하면 우리는 똑똑해질 수 있습니다.
왜 운동을 하면 똑똑해질 수 있을까?
운동을 하면 왜 똑똑해지는지 알고 싶다면, 뇌가 어떻게 구성되었는지, 어떻게 기능하는지 알아볼 필요가 있습니다. 제가 이해한 만큼만 단순하게 설명해보겠습니다.
뇌는 2가지 신경세포로 구성되어 있습니다. '뉴런'과 '신경아교세포'입니다. 이 2가지 종류의 세포들이 뇌를 가득 채우고 있기 때문에 뇌는 뇌의 역할을 합니다. 우리는 지각하고, 생각하며, 어떤 느낌이나 감성을 느끼고, 배우고, 결정을 내리는 등 정신적인 과정을 제어할 수 있습니다. 어떤 자극이 들어왔을 때 뉴런들의 전기자극이나 화학 자극을 통해 서로 정보를 교환하면서 어떤 '네트워크'가 만들어집니다. 정보는 이렇듯 네트워크 형태로 저장됩니다. 감정이나 생각이라는 것도 결국 뉴런의 네트워크가 되는 거죠. 뇌기능이 좋다는 것은 이 과정이 원활한 것이라고 할 수 있습니다.
우리가 자주 접하고 사용하는 게 더 잘 기억나는 이유는 네트워크가 강화되기 때문입니다. 뉴런은 많이 사용할수록(많이 '점화'될수록) 돌기가 좀 더 촘촘해지고 단단해집니다. 뉴런끼리의 접촉면이라고 할 수 있는 시냅스의 수도 불어납니다. 접촉면이 늘어나면 신호 전달이 더 수월해지기 때문에 네트워크가 더 잘 만들어지겠죠? 그리고 그만큼 정보에 따른 전문화된 네트워크가 곳곳에 만들어집니다.
그러니까 뇌는 일종의 성장하는 네트워크의 저장소인데, 특정 뉴런의 수가 많아지고 네트워크가 원활해지면 어떤 것을 더 잘 알게 되고, 더 잘할 수 있게 되죠.
그런데 왜 운동을 하면 똑똑해질까요?
규칙적으로 운동하면 뇌기능이 좋아지는 이유는 4가지입니다.
1) 신경(세포)생성이 원활해진다.
신경생성을 알고 싶다면 먼저 해마를 알아야 할 필요가 있습니다. 해마는 단기 기억과 장소 기억을 담당하는 부위로 많이들 들어보셨을 텐데, 새로운 뉴런을 만드는 아주 중요한 부위입니다.
뉴런도 태어나고 죽습니다. 술을 마시거나, 잠을 잘 못 자거나, 뇌를 다치거나, 병에 걸리면 뉴런의 일부가 망가집니다. 그러면 네트워크 일부가 망가지게 되니 어떤 것을 기억하거나 생각이 어렵게 될 수 있죠.
또한, 우리가 어떤 것을 잘하게 되려면 새로운 뉴런이 잘 만들어져야 합니다. 우리가 어떤 일에 집중하면 그 일을 담당하는 특정 부위에는 뉴런이 더 많이 필요해집니다.
만약에 우리가 매일 한 시간씩 외국어 공부를 한다면, 언어영역을 담당하는 브로카 영역에 자극을 줍니다. 브로카 영역에서는 정보를 최상으로 가공해서 네트워크화(저장)하기 위해서는 더 많은 뉴런이 필요하게 됩니다. 브로카 영역의 뉴런은 그런 신호를 해마에 보냅니다. 그러면 이 신호가 해마를 자극해서 줄기세포를 생산하게 하게 됩니다. 이 줄기세포는 치아이랑이라는 곳을 거쳐 언어 담당 영역으로 이동한 뒤 거기서 필요한 뉴런으로 재탄생합니다.
한마디로 신경생성이 잘 되면 정보를 저장하고 꺼내는 것이 원활해지면서 잘 안 잊거나 빠르게 기억하고 익힐 수 있게 됩니다.
유산소 운동을 하면 해마를 크기가 커지고 건강해진다고 합니다. 그래서 신경세포를 더 잘 만들어 낼 수 있기 때문에 뇌기능이 좋아집니다.
2) 혈관 생성이 증가한다
유산소 운동으로 해마가 커지는 이유는, 해마의 혈류를 증가시키기 때문입니다. 많은 혈액이 더 많은 산소를 운반하면서 해마에 양분을 공급하고, 필요한때에(공부를 할 때라던가) 해마를 고출력으로 움직이게 할 수 있게 됩니다.
규칙적으로 운동을 하면 '혈관화'라는 현상이 일어난다고 합니다. 뇌내 혈관이 좀 더 강해지고, 새로운 혈관이 생겨납니다. (이때 미세아교세포라는 우리 뇌의 가장 작은 아교세포가 작용합니다.) 이렇듯 운동을 하면 뇌 속의 모든 혈관은 바쁘게 움직이게 되고, 더 많은 혈액을 공급받습니다. 만일 뇌가 작동하는데 뇌혈관 용량이 충분하지 못하면 새 혈관이 만들어집니다. 그만큼 우리의 뇌 체계는 쓰면 쓸수록 좋아지도록 유연하게 만들어져 있습니다. 뇌를 많이 쓰고 운동을 많이 할수록 혈관화를 통해 좀 더 성능이 좋은 뇌가 탄생하게 됩니다.
3) 시냅스 생성이 증가한다
시냅스는 뉴런 사이의 접촉면입니다. 뉴런이 증가하고 건강해지면서 다른 뉴런에 접근하는 돌기들도 늘어나기 때문에, 운동을 하면 시냅스 역시 증가하게 됩니다. 여기서 알아두면 좋은 것이 시냅스 생성은 운동만으로 이루어지지 않는다는 겁니다. 한 실험 결과를 보면 단순히 운동을 했던 쥐들보다 곡예술을 배운 쥐들의 소뇌(운동 과정을 담당하는 기관) 시냅스가 더 빽빽해졌다고 합니다. 그러니까 운동을 넘어 까다로운 학습과제까지 수행해야 했던 쥐들만 해당 기관의 시냅스가 더 빽빽해진 것이죠. 그래서 책에서는 운동을 하면서 외국어 공부를 하기를 추천합니다.
4) NAA(N-아세틸 아스파르트산염)가 증가한다.
N-아세틸 아스파르트산염(NAA). 이게 없으면 신경세포(뉴런과 신경아교세포)는 생존할 수 없습니다. 일종이 신경세포의 영양분이라 할 수 있습니다. 안타까운 건, 나이가 들면 NAA는 줄어든다는 겁니다. 만일 뇌 속에 NAA가 너무 적으면 알츠하이머병 같은 신경퇴화나 뇌졸중, 그리고 다발서 경화증이나 조현병 같은 신경정신병적 질환이 생길 수 있다고 합니다. 노화가 이렇게 무섭네요. 하지만 다행히 운동을 하면 이 NAA도 증가한다고 하네요. NAA는 뉴런의 건강을 돕기에 노화에 따른 대뇌피질의 수축을 지연시킵니다.
한마디로 운동을 하면 신경생성, 혈관생성, 시냅스 생성, NAA 증가 이 4가지가 상호작용하면서 뇌기능을 좋아지게 하는 겁니다.
이렇듯 학습과 운동을 통해 성능 좋은 뇌를 만들 수 있습니다. 우리가 새로운 것을 배우면 신경 생성이 일어나고, 그러면 해마에서 새로 생긴 신경이 용도에 따라 각각 대뇌피질의 영역으로 옮겨지고, 시냅스가 증가하면서 거기서 기존의 세포 네트워크를 강화합니다. 운동을 하면 새로운 혈관이 잘 생기고 NAA가 만들어져 신경세포와 해마를 더 건강하게 만듭니다.
그렇다면 운동을 안 하면 어떻게 될까요?
운동은 단순히 뇌기능 좋아지게 만들 뿐 어니라 뇌기능 저하를 막아줍니다. 운동을 안 하면 늙어감에 따라 뇌기능이 약해지니까요. 인간의 해마는 20세부터 매년 1~2퍼센트씩 쪼그라든다고 합니다. 우리 몸의 모든 부위가 그러하듯이, 우리의 뇌도 시간이 흐름에 따라 늙어갑니다. 해마와 동시에 대뇌피질을 상당 부분도 같이 쪼그라듭니다. 보통 40세부터 10년 단위로 많으면 약 5%씩 작아진다고 합니다. 사람마다 많거나 적은 차이만 있을 뿐이죠. 그에 따라 뇌 부피는 축소되고 일반적인 인지능력이 떨어집니다. 네트워크가 원활하지 않으니 뇌기능이 떨어질 수밖에 없죠.
게다가 우리 뇌는 필요하지 않은 것들을 허물어 버립니다. 잘 쓰지 않는 네트워크의 뉴런들은 돌기가 작아지면서 자극 전달이 어려워집니다. 또한 혈관도 마찬가지입니다. 우리가 게으름을 피우면 우리 뇌의 혈관화는 평균 수준에 머무르게 됩니다. 뇌가 덜 쪼그라들게 하려면 꾸준하게 계속해서 운동해 혈관화를 늘리고 네트워크를 자극해주어야 합니다.
어떻게 얼마나 운동을 해야 할까요?
땀이 날 정도의 적당한 유산소 운동을 매일 하면 됩니다. 너무 강해도 너무 약해도 안된다고 합니다.
운동이 뇌에 미치는 영향은 속도나 강도면에서 사람마다 차이가 큽니다. 어떤 사람은 운동을 조금만 해도 뇌가 바로 영향을 받지만, 어떤 사람은 그보다 더 많은 운동을 해야 뇌가 영향을 받습니다. 사실 인생은 늘 그렸죠. 뭐든 개인마다 양은 다른 법입니다. 그러니 당신에 맞는 적당함을 찾아야 합니다.
적당하다는 건 각자의 상태에 맞게 운동 강도나 목표를 다르게 설정해야 한다는 겁니다. 어떤 사람에게는 10km가 적당하고, 운동선수에게는 이보다 훨씬 더 높은 강도의 운동이 적당하고, 지금껏 거의 운동을 하지 않은 사람에게는 맑은 공기를 마시며 2km 정도 산책을 하는 것이 알맞을 수 있습니다.
다만, 과하게 해서는 안됩니다. 인터벌 트레이닝이나 장거리 달리기 등에서는 신경생성을 유발하는데 긍정적이 효과를 찾지 못했다고 하니. 우리를 괴롭고 힘들게 할 정도로 무산소 상태로 만드는 운동을 할 필요는 없는 것입니다. 게다가 힘들면, 운동을 지속적으로 하지 않게 되고, 심지어 평생 운동을 싫어하게 될 수도 있죠. 시합을 하듯이 무리하게 속도를 높일 필요가 없습니다.
또한, 약간의 운동은 전혀 도움이 되지 않는다는 것도 알아두어야 합니다. 저자는 4층에 사는 사람이 매일 엘리베이터 대신 계단을 이용하고, 잠깐 찬거리를 사러 슈퍼마켓까지 400미터 거리를 걸어가는 것만으로는 충분하지 않다고 합니다. 물론 아무것도 하지 않는 것보다는 낫지만 우리 뇌에 끼치는 작용은 거의 없다고 합니다.
뇌를 바꿀 수 있기에 인생도 바꿀 수 있다.
우리 뇌를 건강하게 하려면 2가지 방법밖에 없습니다. 평소보다 강한 운동을 하든지, 아니면 뭔가 배울 내용이 있는 것과 연계해서 운동해야 합니다. 편안한 범위를 벗어나서 운동해야 우리 뇌 속에 새로운 혈관이 생깁니다. 그렇게 우리는 똑똑해질 수 있습니다. 우리가 지적으로, 혹은 육체적으로 이루어 낸 것들은 결국 우리가 살면서 평생 구축해놓은 뉴런들의 네트워크 속에 담겨 있습니다. 이런 네트워크가 원활하게 흐를 수 있도록 꾸준히 운동을 하는 겁니다.
여담으로, 환경적 영향과 우리의 현실적 행동은 유전자 발현에 큰 역할을 한다고 합니다. 즉, 우리가 가지고 태어난 유전자 형질이 실제로 드러날지 말지는 환경과 우리 자신의 행동에도 큰 영향을 받습니다. 만일 유전적으로 과체중으로 발전한 가능성이 큰 사람이라도 영양 섭취에 신경을 쓰고 충분히 운동을 하면 자신의 유전자에 영향을 줄 수 있습니다. 그 시간이 쌓이면 심지어 유전자를 바꿀 수도 있습니다.
우리에게 운명이라는 게 있다면, 우리는 운동을 통해 극복할 수도 있습니다.
