당신의 뇌는 운동을 원한다(#2)
똑똑한 뇌에게 가장 똑똑한 처방, 운동
한국과학기자협회의 기사에 "알츠하이머 걸린 뇌 청소하는 '운동'"이란 기사를 보며 운동이 우리 뇌에 미치는 절대적인 중요성을 한 번 깨닫게 된다. 운동을 하면 뇌에서 새로운 신경세포가 생성되는데 주로 학습과 기억에 필수적인 해마가 관찰대상이었다. 그런데 실험에서 약리학적으로나 유전학적으로도 새로운 신경을 발생시킬 수도 있지만 운동으로 만들어진 신경 세포만 인지 기능을 크게 향상시켰다는 것이다. (그래서 알츠하이머와 같은 신경 퇴행성 질환에 기대를 가지는듯 하다) 왜 운동을 통해 만들어진 신경 세포만 인지 향상을 가져왔느냐면 신경 세포의 생존과 성장의 자양분 역할을 하는 BDNF라는 신경 성장인자 때문이다. 이것이 있어야 새롭게 생성된 신경 세포가 손상되고 염증이 유발되는 뇌 환경에서도 생존하며 인지 기능의 향상을 가져올 수 있다는 것이다. 우리가 바라는 인지 기능의 향상이나 늙어도 청년같은 인지력을 유지하는 뇌는 운동을 기반으로 할 수 밖에 없다. 운동은 그저 좋은 것이 아니다. 생존과 번영을 위해서는 가장 앞에 서야하는 작동 버튼이고 솔루션이다.
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운동은 체력이기 보다는 뇌력을 위한 것이다.
뇌를 활성화시키고 발달시키는데 운동만한 것이 없다. 우리 신체의 각 부위는 뇌와 긴밀하게 연결되어 있고 신체의 움직임에 따라 뇌의 각 부위가 기민하게 연결되고 활성화된다. 몸을 통해 보이지 않는 뇌를 움직인다는 말은 뇌를 통해 나타나는 신체, 정서, 생각을 운동을 통해 변화시킬 수 있다는 의미다. 특정 뇌 부위가 문제가 생기면 사람의 신체적 움직임도 문제가 생긴다. 운동을 하면 신체가 건강해지는 것은 물론이지만 뇌를 발달시켜 기억과 학습 및 판단력도 좋아진다. 특히 아이들에게 운동은 공부를 잘 하기 위한 기초 시스템이라고 볼 수 있다. 운동은 체력이기 보다 뇌력을 위한 것이다. 인간에게 운동이란 어떤 의미일까? 어떤 비밀이 있을까? 상식적 수준에서 살짝 껍질을 벗겨보자
운동이 정교한 뇌를 만들었다.
운동이라는 움직임은 사실 뇌에게 엄청나게 고난위도의 역할수행을 의미한다. 감각을 인지하고 통합하여 판단하고 움직이는 에너지를 위한 호르몬이 동기를 주어야 하며 복잡한 상황과 신체의 조건을 조율하는 복잡함이 완벽하게 이루어져야 한다. 뇌가 손상을 입거나 술에 취하면 양손가락 끝으로 마주치게 하는 것도 엄청나게 어렵게 된다. 이렇게 움직임은 뇌가 정교하게 발달해야 했던 이유였다. 움직임이 없는 것은 뇌를 필요로 하지 않는다. 수정된 우렁쉥이(멍게)는 처음에 뇌를 가지고 있다가 정착할 곳을 찾고 나면 뇌를 먹어 치운다고 한다. 불필요하다는 의미다. 반사적인 움직임은 물론 움직임을 위해서는 주의, 지각, 정서, 동기, 상상, 기억, 비교와 평가의 시뮬레이션, 억제와 선택 등의 복잡한 뇌기능을 즉각적으로 수행할 수 있어야 한다. 이런 탓에 뇌가 활성화되고 시냅스가 정교하게 연결되면서 발달할 수밖에 없다는 것이다. 뇌의 발달에 운동과 움직임은 절대적으로 중요하다.
뇌의 활용은 운동능력과 연결되어 있다.
신체와 뇌는 당연히 연결되어 있다고 했다. 이것은 파킨슨이나 무도병과 같은 운동장애도 대부분 인지적이고 정서적인 손상을 함께 동반하는 것만 봐도 알 수 있다. 정서적이고 인지적 장애로 알려진 강박충동장애(OCD)와 투렛 증후군(집착과 강박이 운동장애 틱과 함께 혼합된 증상)도 운동성장애의 성격을 함께 띠고 있다. 정서적이고 인지적인 문제이지만 신체적 문제를 함께 수반한다는 것이다. 책상이 앉아 일이나 연구에만 몰두한 직장인이나 학자들이 의외로 치매에 잘 걸린다는 연구결과도 있다. 뇌는 새로운 자극을 좋아한다. 새로운 자극을 만나면 그런 자극들에 대응하면서 신경세포의 새로운 연결이 만들어지면서 뇌는 발달하게 되는데 이런 반응이 적다는 말이다. 책상에 앉아 일하고 연구하는 것보다 다양한 활동을 통해 새로운 체험을 하는 것이 뇌의 발달에는 훨씬 좋다는 것이다.
운동은 신경 세포의 생존과 성장을 담당하는 BDNF 활성화
운동을 하면 기본적으로 뇌신경 성장유도인자인 BDNF(Brain Derived Neurotropic Factor)를 활성화시킨다. 신경세포가 잘 자랄 수 있도록 도와주는 촉진제라고 생각하면 되는데 신경세포들 사이의 시냅스 근처에 있다가 혈액순환이 빨라지면 방출하게 된다. 뇌신경이 발달하고 건강하게 됨으로써 학습과 인지적으로도 큰 효과를 발휘한다.
BDNF에 의해 보다 활성화된 피질 뉴런운동은 뇌를 질적으로 양적으로 변화시킨다.
운동은 해마의 새로운 세포 생성을 돕고 해마를 건강하게 유지하기 때문에 기억력이 좋아진다. 운동은 치매 위험을 높이는 'ApoE4' 라는 변이유전자를 지닌 사람이라도 운동을 많이 하면 기억기능을 지킬 수 있다는 연구결과도 있다. 운동을 하면 뇌가 커진다. 전두엽이 커진다는 연구도 있다. 뇌신경세포가 연결되고 정보를 전달하는 회백질과 백질이 늘어난다는 의미다. 그렇게 되면 뇌가 효율적이고 빠르게 처리하는 능력을 가지게 된다.
지속적 운동 실험 후 회백질과 백질이 늘어남(생노병사의 비밀 영상 캡처)당연하겠지만 운동은 뇌 속의 혈류량을 증가시킨다. 운동을 하고 뇌혈관을 관찰하면 보다 세밀하고 뚜렷하게 관찰되고 뇌로 가는 혈액의 양도 늘어나게 된다. 또 운동은 집중력과 침착성을 높이고 충동성을 낮춰 우울증 치료제인 프로작이나 리타린을 복용하는 효과가 있다. 운동을 하면 행복감을 만드는 세로토닌뿐만 아니라 활력, 동기부여, 행동조절에 관여하는 도파민을 증가시키기 때문이다.
<과천의과대학 뇌과학연구소 사진>
인지적 성과, 학습의 성과를 원하는 사람도 운동을 하자. 운동은 단지 몸을 튼튼하게 하는 것이 아니라 우리의 뇌를 튼튼하게 해서 신체, 정서, 인지적으로 더 건강한 삶을 만들 수 있다. 몸을 쓰는 것이 항상 먼저라는 것이다. 마음이나 말을 잘 듣지 않으면 “먼저 몸으로 들어가라”는 말이 해답이 될 수 있을 것이다. 다양한 운동을 하되 의도적이고 정교한 움직임을 시도하는 것도 뇌 발달에는 참 좋은 방법이다. 항상 즐겨 잘 쓰는 부위보다는 잘 사용하지 않는 부위를 활용하고 그 자극들과 상호작용하는 일도 좋을 것이다. 뇌체조나 저글링과 같이 생소하면서도 정교함이 요하는 움직임도 효과적이다. 그리고 움직임은 상상만으로도 뇌의 연결된 부위가 활성화된다. 그래서 운동선수들은 그 효율성과 정교성, 편리성 때문에 이미지 트레이닝을 하기도 한다. 그러니 상상을 통한 운동도 몸이 불편한 사람에게도 도움이 되고 정상적인 사람에데는 재미있는 경험이 될 수 있을 것이다.
