뇌가 젊어지면 나타나는 신기하고 놀라운 변화들!

 

 

 

신이 우리에게 준 성공에 필요한 두 가지 도구는

교육과 운동이다.

하나는 영혼을 위한 것이고

다른 하나는 신체를 위한 것이다.

 

하지만이 둘은 결코 분리할 수 없다.

둘을 함께 추구해야만 완벽함을 이룰 수 있다.

 

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인간을 포함한 모든 동물은 생물학적으로 움직이면서 살게 되어 있는데요

하지만 현대인의 생활방식은 이 같은 본능을 거스르는 방향으로 변화하고 있습니다.

그 옛날처럼 사냥이나 채집해야만 먹고 사는 것도 아니고

의식적으로 운동하지 않는 한

온종일 앉아서 거의 움직이지 않고도 생활이 가능합니다.

 

이렇게 본성에 위배되는 방식으로 생활하다 보니까

비만 당뇨병 등 온갖 병들이 생겨나고 있는데요

운동 부족이 건강을 위협하고 있다는 사실은 다들 잘 알고 있지만

한 가지 사실은 놓치고 있는 경우가 많습니다.

바로 운동 부족이 뇌에도 영향을 미치고 있다는 사실입니다.

 

오늘은 뇌의 기능을 최대한 발휘하려면

몸을 열심히 움직여야 한다고 알려주는 책을 소개합니다.

제목을 정말 잘 지었다고 생각했던 책인데요

존 레이티와 에릭 헤이거먼의 <운동화 신은 뇌>입니다.

 

우리는 보통 머리를 많이 써야 머리가 좋아진다고 생각하잖아요.

그런데 머리보다 몸을 많이 쓰는 것이 오히려 더 효과적이라고 합니다.

머리를 많이 써야 할 일이 있으면 운동을 먼저 하는 겁니다.

그러면 뇌가 활성화 된다고 하는데요

예를 들어 시험을 앞두고 있다면 운동을 먼저 하고 시험공부를 하면

머릿속에 지식이 더 잘 습득 된다고 합니다.

 

하버드대 의대교수인 저자는 다양한 실험 사례와 연구 결과들을 바탕으로

운동과 뇌에 놀라운 메커니즘에 관한 증거들을 제시하고

뇌를 젊어지게 하는 놀라운 운동의 비밀에 대해 설명하고 있습니다.

 

그럼 지금부터 우리뇌를 최적의 상태로 만들어주는

운동의 효과에 대해 알아보도록 하겠습니다.

<운동화 신은 뇌> 내용의 일부를 읽어드립니다.

귀의 기울여 들어보세요.

 

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#뇌세포를 연결하라

 

누구나 운동하면 기분이 좋아진다는 사실은 알지만

도대체 왜 그런지를 아는 사람은 별로 없다.

그저 스트레스가 사라져서 혹은 뭉친 근육이 풀어지거나

엔드로피 수치가 높아져서 그럴 것이라고 짐작할 뿐이다.

 

하지만 유쾌한 기분이 드는 진정한 이유는

운동을 해서 혈액을 뇌에 공급해주면 뇌가 최적의 상태가 되기 때문이다.

이러한 점은 운동이 단순히 신체의 이롭다는 사실보다 훨씬 더 중요하고 흥미진진하다.

 

근육이 발달하고 심장과 폐의 기능이 개선되는 것은 부산물에 불과하다.

그래서 나는 종종 환자들에게 말하고는 한다.

운동을 하는 진정한 목적은 뇌의 구조를 개선하는 것이라고.

 

첨단과학이 주도하는 오늘날에는

인간이 본능적으로 활동을 하려는 속성을 지녔다는 사실을 망각하기 쉽다.

인간을 포함한 모든 동물은 움직이면서 살게 되어 있다.

하지만 인간은 이런 생물학적 명령을 차단하는 사회만을 지향한다.

 

지난 50만 년 동안 끊임없이 환경의 변화에 적응하면서

인간의 뇌는 운동신경을 갈고 닦는 쪽으로 진화해왔다.

사냥과 채집을 하던 선조들을 육체적인 힘에만 의존하던 야수 같은 존재라고 생각하기 쉬운데 식량을 찾고 저장하기 위해 두뇌를 사용하지 않았다면

그토록 오랜 기간에 걸쳐 생존할 수 없었을 것이다.

또한 그런 과정을 통해서 사냥이나 활동 학습 등에 관한 생활방식이

우리 뇌의 회로에 각인된 것이다.

 

하지만 오늘날 우리는 더 이상 사냥이나 채집을 하지 않는다는 점에서 문제가 생긴다.

가만히 앉아 있는 현대인의 생활방식은 본성에 위배되며 개개인의 생존

더 나아가 인류의 생존을 위협한다.

 

미국 성인의 65%는 과체중이나 비만이며, 10%는 당뇨병에 걸려 있다.

당뇨병은 운동과 식생활을 제대로 하지 않아서 생기는 치명적인 질병이지만

얼마든지 예방이 가능하다.

그러나 한때는 중년에 접어든 사람들만 걸리던 당뇨병이 이제는 아이들에게도 유행처럼 번지고 있다.

우리는 말 그대로 스스로를 죽이고 있는 셈이다.

이것은 비단 특대 사이즈를 선호하는 미국에만 국한된 문제가 아니라

모든 선진국에서 나타나는 현상이다.

 

더 심각한 문제는 아무도 관심을 기울이지 않고 있지만

운동 부족이 우리의 뇌를 죽음으로 이끈다는 점이다.

운동을 하지 않으면 실제로 뇌가 오그라든다.

미국 문화에서는 정신과 신체를 각기 독립된 존재라고 간주하는데

나는 둘을 함께 생각했으면 한다.

사실 나는 오랫동안 정신과 신체가 한덩어리라는 생각에 매료되어 왔다.

치료하기가 아주 까다로운 정신과 환자들을 효과적으로 치료하는 방법을 찾느라 고심하던 중, 신체를 통해 정신을 치료하는데 관심을 갖게 되었다.

이에 관한 연구는 내 마음을 무척 사로잡았으며 지금도 계속되고 있다.

 

나는 지금까지 발견한 사실들을 사람들과 공유하기 위해 이 책을 쓰게 되었다.

최근 5년 동안의 신경과학자들이 발견한 내용만으로도

신체와 뇌와 정신이 생물학적으로 긴밀하게 연결되어 있다는 사실을 보여주기에

충분하다고 생각했기 때문이다.

뇌의 기능을 최대한 발휘하려면 몸을 열심히 움직여야 한다.

 

나는 이 책을 통해서 왜, 그리고 어떻게 운동이 우리의 생각과 감정에 큰 영향을 끼치는지를 보여줄 것이다.

또한 운동이 어떻게 뇌의 학습능력의 토대를 마련하는지를 과학적으로 설명할 것이다.

운동이 기분과 불안감과 주의력에 어떤 영향을 끼치는지

스트레스나 노화를 어떻게 억제해주는지

호르몬 양의 변화로 흐트러진 여성의 몸을 어떻게 균형 잡아주는지도 다룰 것이다.

 

운동을 하면 세로토닌, 노르에피네프린, 도파민의 분비가 늘어난다.

이 신경 전달 물질들은 사고와 감정이 중요한 역할을 한다.

세로토닌이 부족하면 우울증에 걸린다는 정도는 잘 알려져 있다.

하지만 그 이상은 정신과 전문의들조차 모르는 경우가 많다.

심한 스트레스는 10억 개의 달하는 신경세포 사이에 연결을 부식시키고

만성 스트레스는 뇌의 일부분을 오그라들게 한다는 사실은 모르고 있는 것이다.

그러므로 운동을 하면 신경화학 물질과 여러가지 성장 인자들이 분비되어

뇌의 파괴 과정을 거꾸로 돌리고

뇌의 회로를 물리적으로 강화한다는 사실 또한 모르는 것이 당연하다.

 

자주 쓰면 자라나고 쓰지 않으면 퇴화한다는 점에서 뇌도 근육과 다를 바 없다.

뇌에 있는 뉴런들은 각자 몸에서 뻗어 나온 가지에 붙은 잎사귀들을 통해 서로를 연결하는데 운동을 하면 가지가 자라고 새로운 꽃봉오리가 생겨나

뇌의 기능이 기초부터 확고하게 강화되는 것이다.

 

최근 들어 신경과학자들은 운동이 뇌세포 속 유전자에 끼치는 직접적인 영향에 대해 연구하기 시작했다.

그 결과 생물학적인 근원에 해당하는 유전자에서도 신체가 정신에 영향을 끼친다는 흔적을

발견했다.

운동을 하는 동안의 생성되는 단백질이 혈뇨를 타고 뇌에 들어가

최고로 높은 단계의 사고과정에서 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀진 것이다.

그 단백질은 인슐린 유사 성장인자나 혈관 내피세포 성장 인자 등인데

이러한 발견은 정신과 뇌가 서로 연결되어 있다는 새로운 시각을 제공한다.

새로운 사실이 하나씩 밝혀질 때마다

신체가 정신의 영향을 끼친다는 사실에 경이로움을 느낀다.

 

분자 수준에서 정확히 무슨 일이 벌어지는지는 아직 많이 알려지지 않았지만

우리가 현재 알고 있는 지식만 갖고도 사람들의 삶을 변화시킬 수 있다고 생각한다.

한 사람씩 변화하다 보면 언젠가는 사회 전체가 바뀔 것이다.

 

그런데 뇌가 작동하는 과정을 굳이 이해할 필요가 있을까?

물론이다.

왜냐하면 내가 모든 것을 지휘하기 때문이다.

지금도 이 책을 읽는 당신의 뇌 앞쪽에서는 책 내용에 관해 신호를 열심히 교환하고 있다.

있는 내용이 얼마나 뇌에 저장될 것인지는

뉴런을 서로 연결하는 신경 화학물질과 성장인자가

얼마나 적절하게 균형이 잡혀 있느냐에 달려 있다.

 

운동은 이런 필수적인 요소들의 막대한 영향을 끼친다.

일단 운동이 뇌의 토대를 만든 뒤에 책상 앞에 앉아 새로운 것을 공부하면

관련된 부분이 자극을 받아서 굳게 다져지는 것이다.

 

숲에서 반복하여 걸으면 새로운 길이 다져지는 것과 마찬가지로

학습을 반복하면 뇌의 새로운 회로가 자리를 잡는다.

이 책의 모든 내용은 이와 같이 뇌세포를 서로 연결시키는 것과 긴밀한 연관이 있다.

 

예컨대 불안감을 극복하기 위해서는 새로운 뇌세포가 자라 서로 연결됨으로써

기존의 뇌회로를 대체할 새로운 길이 만들어져야 한다.

신체와 뇌 사이에 이러한 상호작용을 이해하게 되면

그 과정을 통제하거나 문제 상황에 대처하기가 쉽고

정신적으로 쾌적한 생활을 영위할 수 있다.

 

만일 오늘 아침에 1시간 동안 운동을 했다면

차분히 앉아서 지금 읽고 있는 내용에 집중할 정신적인 준비가 되어 있는 셈이며

읽는 내용도 훨씬 많이 기억하게 될 것이다.

 

지난 15년 동안 내가 쓴 글들은 사람들에게 뇌에 관해 보다 많이 알려주기 위한 것이었다.

뇌에 관한 실제적인 지식을 갖게 되면 사람들의 인생이 바뀔 것이라는 믿음에서였다.

감정적인 현상의 저변에 생물학적인 원인이 존재한다는 사실을 인식하게 되면

감정적인 문제로 쓸데없는 죄책감을 가질 필요가 없다.

더욱이 스스로 생물학적인 원인을 바꿀 수 있다는 사실까지 알게 되면 절망감에 빠지지도 않게 된다.

나는 환자들에게 항상 이 점에 대해 설명해준다.

왜냐하면 보통 그들은 뇌를 상하탑에서 신비한 명령을 내리는 지휘관쯤으로 여기며

외부에서는 전혀 영향을 끼칠 수 없는 존재라고 생각하기 때문이다.

운동은 얼마든지 그 장벽을 뚫고 영향을 끼칠 수 있다.

모든 사람들이 운동이 어떻게 뇌 기능을 향상시키는지를 잘 이해하고

기꺼이 운동을 삶의 일부로 만들었으면 좋겠다.

의무감으로 마지못해 하는 것이 아니라 즐거운 마음으로 말이다.

하긴 강요에도 소용없긴 하다.

쥐를 대상으로 한 실험 결과에 따르면 강제로 운동하면 효과가 상당히 떨어졌으니 말이다.

 

2000년 10월 듀크대학의 과학자들은 뉴욕타임스에 운동이 항우울제 졸로프트보다 더 효과적이라는 연구 결과를 발표했다.

정말 엄청난 뉴스였다.

그런데 불행하게도 그 뉴스는 건강면 14쪽에 묻혔다

만일 운동만큼 효과가 좋은 약이 개발되었더라면 100년에 한 번 있을 정도로 커다란 성공을 거두었을 것이다.

 

ABC는 운동이 쥐의 알츠하이머병을 억제할 수도 있다고 보도했고

CNN은 점차 늘어나는 비만이 위험수위에 다다랐다는 통계를 잠깐 보여준 적이 있다.

뉴욕타임스는 조울증이 있는 아이들에게 처방을 내리는 약이 값만 비쌀 뿐 효과는 별로 없으며 끔찍한 부작용까지 일으킨다는 내용을 심층 보도한 적이 있다.

하지만 이처럼 별로 연관 없는 듯이 보이는 이야기들이

생물학적 차원에서는 긴밀하게 연관되어 있다는 사실은 전혀 언급하지 않는다.

 

실제로 운동은 정신적인 장애를 치료하는 최선의 치료법이다.

그동안 운동의 치료 효과가 환자들과 친구들에게 나타나는 모습을 수없이 목격했다.

하지만 내 진료실에서 일어난 일들은 시카고의 어느 외곽 지역에서 벌어진 일에 비하면 아무것도 아니다.

가장 흥미진진한 이야기는 네이퍼빌에 혁명적인 체육 수업에서 꽃을 피운다.

네이퍼빌의 체육 수업은 19,000명의 학생들을 전국에서 가장 건강한 청소년으로 만들었다.

고등학교 2학년생 가운데 과체중인 학생은 불가 3% 밖에 되지 않았다.

정공 학생들의 평균 과체중 비율이 30%라는 사실에 비하면 놀라운 수치다.

더욱 놀라운 사실은 학업 성적 또한 압도적으로 월등하다는 점이다.

 

1999년 중학교 2학년생의 97%가 차면 팀스 결과를 보면 알 수 있다.

팀스는 수학과 과학에 대한 학생들의 학력을 국제적으로 비교하기 위한 시험인데

그동안은 중국 일본 싱가포르가 줄곧 미국을 앞질렀다.

하지만 네이퍼빌의 학생들만은 눈에 띄게 예외적이었다.

시험에 창간 전 세계 23만명 학생들 가운데 네이퍼빌 학생들이

수학에서는 6등 과학에서는 1등을 한 것이다.

많은 정치가와 교육 전문가들이 미국의 교육 시스템에 문제가 있으며

과학기술이 주도하는 현대 경제 체계에서 미국 학생들이 제대로 경쟁력을 갖추지 못하고 있다고 경고하고 있는 가운데

유독 네이퍼빌 학생들만 발군의 실력을 발휘한 것이다.

네이퍼빌의 체육 수업만큼 고무적이고 가슴 뛰게 하는 사례는 지난 수십 년 동안 본 적이 없다.

 

 

#생물 선생의 말은 틀렸다.

두뇌는 일단 완전히 성장한 뒤에는 평생 변하지 않기 때문에

한 사람의 두뇌에 있는 뉴런의 숫자는 태어날 때부터 이미 정해져 있다는 것이

20세기 전반에 걸친 학계의 정설이었다.

시냅스를 얼마든지 재배열할 수는 있으나 뉴런의 숫자는 점점 줄어들 뿐이라고 생각한 것이다.

물론 어떤 행위는 뇌세포의 감소를 촉진하기도 한다.

술은 뇌세포를 파괴하고 파괴된 뇌세포는 절대로 재생하지 않는다고 학생들에게 겁을 주던 생물 선생의 엄포처럼 말이다.

 

그런데 생물 선생의 말은 틀렸다.

뇌세포는 분명 재생한다.

그것도 수천 개씩 다시 생겨난다.

과학자들은 최근 들어 뇌세포를 자세히 들여다볼 수 있는 첨단 영상기구를 사용해서야 뇌세포가 재생한다는 결정적인 증거를 찾아냈다.

그리고 그 결과가 1998년에 학술 논문으로 발표되었다.

새로운 발견은 전혀 예상치 않은 곳에서 이루어졌다.

가끔 암 환자들에게 물감을 투입해서 암세포가 증식하는 모습을 추적하는 경우가 있다.

물감으로 불치병 환자의 뇌를 관찰하던 연구진은

해마의 염료 표시가 집중적으로 몰려 있는 모습을 발견했다.

이런 현상은 뉴런이 분열하고 증식한다는 증거였다.

몸에 다른 부위에 있는 세포와 마찬가지로 해마에서도 신경 재생이 이루어지고 있다는 뜻이었다.

 

그 이후로 신경과학자들이 앞다투어 새로운 세포의 역할을 연구하기 시작했다.

연구결과에 적용 범위는 실로 넓었다.

파킨슨병이나 알츠하이머 병과 같은

퇴행성 질환의 근본 원인이 세포가 죽거나 손상되는데 있기 때문이다.

 

노화란 것도 결국 신체를 이루고 있는 세포가 죽어가는 현상인데

갑자기 우리의 뇌에 노화에 대항할 수단이 내장되어 있다는 사실이 발견된 것이다.

이러한 발견은 신경재생을 유도하는 법만 알아내면

뇌의 일부를 대체할 새로운 세포를 만들 수도 있다는 중요한 의미였다.

 

그렇다면 이것이 건강한 뇌에는 어떤 의미일까?

연구 초창기에 신경 재생에 관한 단서를 제공해 준 것은 박새였다.

박새는 해마다 봄이 되면 새로운 노래를 배우는데

이때 해마에서 새로운 세포가 폭발적으로 생겨난다는 사실이 밝혀졌다.

우연의 일치였을까?

확실하게 증명하지는 못하고 그저 새로 생겨난 세포들이

학습에 어떤 역할을 하는 것 같다고 추측만 할 뿐이었다.

 

뉴런이 처음 생성될 때에는 아무런 기능도 없는 줄기세포에 불과하지만

발달 과정을 거치면서 자기 역할을 찾아낸다.

대부분의 뉴런은 자기 역할을 찾지 못하는데 그러면 결국 소멸하고 만다.

새로 생겨난 세포가 기존의 네트워크에 융합하는 데에는 약 28일 정도가 걸린다.

그리고 다른 뉴런과 마찬가지로 활동 의존적 학습이라는 개념에 적용을 받는다.

즉 새로 만들어진 뉴런은 사용하지 않으면 소멸하고 만다.

 

솔크 연구소의 신경과학자 프레드 게이지는

환경 풍요와 모형을 쥐에게 사용해서 이 개념을 실험해 보았다.

“처음 실험할 때에는 갖가지 방법을 다시 시도해 보았습니다.

별표족한 수가 없었거든요.

그런데 놀랍게도 쳇바퀴를 우리 안에 넣어주는 방법이 새로운 세포 생성에 가장 큰 효과가

있었습니다.

문제는 같은 비율의 뇌세포가 죽어서 결국 운동을 하지 않는 쥐와 같아진다는 점이었습니다. 말하자면 달리기 직후에는 뇌세포 숫자가 많아지지만

새로 생겨난 세포가 살아남아서 기존의 네트워크에 융합하려면 가지를 뻗어야 합니다.”

다시 말해서 운동을 하면 뉴런이 대량으로 생성되지만

생성된 뉴런이 살아남게 하려면 풍요로운 환경을 만들어 자극을 주어야 한다는 뜻이다.

 

신경재생과 학습관의 관계를 처음으로 확실하게 밝힌 사람은

게이지의 동료 헨리에타 반프라그였다.

그는 쥐가 수영하기에 적합한 크기의 통해 불투명한 물을 채워 넣었다.

통의 한쪽면, 수면보다 약간 낮은 곳에 위치한 발판을 보지 못하게 하기 위함이었다.

실험의 목적은 물을 싫어하는 쥐가 이전에 경험으로부터 얼마나 빨리 발판으로 가는 길을

기억해내는지를 측정하는 것이었다.

매일 4~5km를 달린 쥐와 운동을 전혀 하지 않은 쥐를 비교했더니

달리기를 한 쥐가 더 빨리 길을 기억해냈다.

수영 속도는 같았으나 운동을 한 쥐는 똑바로 발판을 찾아간 반면

앉아 있기만 한 쥐는 이리저리 헤맨 끝에야 겨우 발판을 찾아갔다.

나중에 두 쥐의 뇌를 해부해 보았더니

운동을 한 쥐는 해마의 새로운 줄기세포가 두 배나 많았다.

 

실험 결과를 놓고 게이지는 이렇게 결론을 내렸다.

“해마의 세포 숫자와 복잡한 일에 대한 수행능력 사이에는 분명히 밀접한 관계가 있습니다.

그리고 쥐의 신경 재생을 억제하면 쥐는 입력된 정보를 기억하지 못합니다.

비록이 실험은 쥐를 대상으로 한 것이지만

최소한 네이퍼빌 학생들에게 일어나고 있는 현상을 이해하는 데에는 도움이 된다.

체육 수업은 학생들의 두뇌에 학습에 사용되는 세포를 만들어주고

다른 과목 수업은 새로 생긴 세포가 기존의 네트워크와 융합하는데 필요한 자극을 준다.

그러면 그 세포는 정보를 전달하는 공동체의 중요한 일원이 되는 것이다.

운동의 결과로 생성된 뉴런에게 자신만의 고유한 임무가 주어지는 것이다.

 

 

##두뇌를 위한 운동법

지금까지 우리는 운동이 3가지 면에서 학습능력을 높여준다는 사실을 살펴보았다.

-첫째 정신적인 환경을 최적화해서 각성도와 집중력을 높여주고 의욕을 고취시킨다.

-둘째 신경세포가 서로 결합하기에 적합한 환경을 조성하여 결합을 촉진함으로써 세포 차원에서 새로운 정보를 받아들일 태세를 갖추게 한다.

-셋째 해마에서 줄기세포가 새로운 신경세포로 발달하는 과정을 촉진한다.

 

그러면 이제 운동을 어떤 방식으로 하면 제일 좋을지를 배울 차례다.

뇌세포의 형성을 위해 가장 이상적인 운동의 종류와 양을 제시할 수 있다면 좋겠지만

유감스럽게도 그 문제에 관한 연구는 이제 막 걸음마 상태다.

그렇지만 현재 존재하는 연구 결과만으로도 어느 정도의 결론은 이끌어낼 수 있다.

밝혀진 사실에 의하면 강도 높은 운동을 하는 동안에는 어려운 지식을 습득할 수 없다.

그 이유는 혈액이 운동하는데 사용되느라 전전두엽 피질에서 빠져나가면서 최고 인지기능이 둔화되기 때문이다.

 

예를 들어 몇몇 대학생들은 트레드밀이나 고정 자전거로

자신의 최대 심장 박동수치에 70에서 80%를 유지할 정도로 강도 높은 운동을 20분 동안 하면서 어려운 내용의 공부를 했다.

나중에 공부한 내용을 시험 본 대학생들은 결과가 형편없었다.

그러나 운동이 끝난 직후에는 혈액의 흐름이 정상으로 돌아오며

그 순간이야말로 날카로운 사고와 복잡한 분석을 요구하는 일을 처리할 최적의 시점이다.

 

2007년에 트래드밀에서 35분 동안 보통 강도의 달리기를 한 번만 해도

인지력의 유연성이 높아진다는 주목할 만한 실험 결과가 나왔다.

이때 보통 강도란 최대 심장 박동수치에 60에서 70%를 유지하는 정도를 말한다.

이 실험에서는 평범한 물건을 두고 40명의 성인이 원래 용도 외에 다른 용도를 얼마나 독창적으로 많이 말할 수 있는지를 측정해 보았다.

 

가령 신문은 원래 있는 것이지만 생선을 싸거나 접시를 포장할 때에도 사용할 수 있다.

우선 피실험자들을 두 집단으로 나눈 뒤

한 집단에게는 영화를 보여주고 다른 집단에게는 운동을 시켰다.

검사는 활동 전후에 한 번씩, 그리고 활동 후 20분이 지난 시점에 다시 한번 했다.

영화를 본 집단은 활동 전후에 전혀 차이가 없었으나

운동을 한 집단은 단 한 번만 달리기를 했을 뿐인데도 대답 속도와 인지력의 유연성이 향상되었다.

 

인지력의 유연성이란 상투적인 대답을 그저 반복하기 보다는 창조적인 아이디어와 해결책을 끊임없이 내놓을 수 있는 능력 그리고 사고를 전환할 수 있는 능력을 반영하는 최고 인지기능을 말한다.

이것은 지적인 능력을 요구하는 업무에서 얼마나 능률적으로 업무 수행을 하느냐와 깊은 관련이 있다.

그러므로 만일 오후에 중요한 브레인스토밍 회의에 참석할 예정이라면 점심시간에 강도 높은 달리기를 해볼 것을 추천한다.

 

학습을 위해 두뇌를 최적의 상태로 만들려면 유산소 운동을 얼마나 해야 할까?

규모는 작지만 여기에 관해서 정밀하고 과학적인 연구가 일본에서 실시된 적이 있다.

그 연구결과에 따르면 12주 동안 매일 두세 번씩 30분 동안 천천히 달리기만 해도 전전두엽의 피질의 기능, 즉 최고인지 기능이 향상된다.

그저 한발씩 앞으로 내딛는 달리기도 좋지만 여러 근육의 조화로운 움직임을 필요로 하는 복잡한 운동을 섞어서 하면 더욱 좋다.

 

몇 년 전에 그리오프가 쥐를 대상으로 실험을 했다.

한 집단은 달리기만 시켰고

다른 집단은 평균대나 불안정한 물체, 혹은 고무줄로 만든 사다리 위를 걷는 등의 복잡한 운동을 시켰다

2주 동안의 훈련을 마친 뒤 검사해보니

복잡한 운동을 한 주는 손에 신경세포 성장인자가 35% 늘어난 반면

달리기만 한 주의 손해에서는 아무런 변화가 없었다.

유산소 운동과 복잡한 운동은 각기 다른 측면에서 뇌 유익한 결과를 가져다 준다.

다행인 점은 서로 보완적인 역할을 한다는 사실이다.

 

그리노프는 이렇게 조언한다.

“두 운동을 함께하는 것이 좋습니다.

아직 모든 것을 알지는 못하지만, 건강을 위한 운동을 할 때에는 유산소 운동과 기술습득이 필요한 복잡한 운동을 병행해야 한다는 것만은 확실합니다.

그러므로 건강을 향상시키는 것이 목적이라면 심장 혈관계와 뇌를 동시에 운동시킬 수 있는

테니스와 같은 운동이 좋다.

아니면 암벽등반이나 균형 운동과 같이 기술 습득 위주의 무산소 운동을 하기 전에 유산소 운동을 10분 정도 하는 것이 좋다.

유산소 운동은 신경전달물질의 생성을 촉진하고 성장인자의 통로인 혈관과 새로운 세포를 만들어낸다.

반면에 복잡한 운동은 유산소 운동이 만들어낸 모든 것을 사용할 수 있도록

네트워크를 강화하고 확장한다.

움직임이 복잡할수록 시냅스 간의 연결도 복잡해진다.

또한 운동을함으로써 만들어진 회로라 할지라도 생각 등 다른 활동을 하는 데에도 이용이 가능하다.

바로 이런 이유 때문에 아이가 피아노를 배우면 수학도 더 잘하게 된다.

전전두엽의 피지를 신체의 숙련된 기술에서 정신적인 부분을 끄집어내어 다른 상황이 적용시키는 것이다,

요가나 발레 체조나 피겨스케이팅, 필라테스나 태권도를 배울 때에는 뇌 전체에 퍼져있는 신경세포가 관여한다.

 

예컨대 무용과를 대상으로 한 연구를 보면 규칙적인 리듬보다는 불규칙적인 리듬에

맞춰 춤을 출 때 뇌의 가소성이 더욱 커지는 것으로 나타났다.

요구되는 동작이 부자연스러운 움직임이기 때문에 활동 의존적 학습을 하는 것이다.

복잡한 운동 기술은 어떤 것이든 학습을 해야 익힐 수 있으므로 뇌가 활동을 해야 한다.

처음에는 어느 정도 서툴고 거칠게 움직이게 마련이지만 손해와 기저이과 전전두엽 피질을 연결하는 회로가 운동에 관여하면서 동작이 점차 정확해진다.

동작을 계속 반복하면 신경섬유 주위에 두꺼운 미헬린이 형성된다.

그러면 신호의 속도와 질이 향상되면서 회로의 효율성이 높아진다.

 

 

##충동과 싸우고 습관을 떨쳐버리기

2004년 런던에서 실험한 결과에 의하면 10분간의 운동일지라도 알코올 중독자의 음주 욕구를 줄여준다.

실험자들은 40명의 입원 환자들을 두 집단으로 나눈 다음

한 집단은 자전거 페달 받기 운동을 보통 강도로

다른 집단은 약한 강도로 하게 했다.

그리고 다음 날에는 서로 강도를 바꿔 운동하게 했는데

이들 모두 강도 높은 운동을 한 집단이 술에 대한 욕구가 더 급격하게 줄었다.

생물학적으로 볼 때 어떤 행동을 중단하면 신체가 비상사태에 돌입한다는 점에서 스트레스를 해소하는 습관은 중독과 같다.

예컨대 갑자기 음주를 중단하면 도파민의 분비도 일시의 중단되므로 스트레스 주기의 균형을 잃게 된다.

금단에 따른 극도의 불쾌감은 며칠 동안만 지속되지만, 술에 민감하게 반응하도록 각인된

뇌회로는 오랫동안 사라지지 않는다.

뇌에 일단 민감한 체계가 구성되면 술을 끊은 뒤라도 스트레스 상황이 닥치면 뇌는 비상사태라고 간주하고 술을 마시라는 명령을 내린다.

이렇게 해서 알코올 중독자가 직장 문제나 사랑하는 사람과의 불화 때문에 술에 다시 빠져드는 것이다.

마약의 의존했던 사람이나 뇌에 도파민 체계가 이미 변경된 사람들에게는 스트레스 상황에 대한 최선의 해결책이 마약이다.

그들은 운동 역시 해결책이 된다는 사실을 모르고 있다.

담배를 피우는 사람은 5분만 운동해도 효과를 본다.

니코틴은 다른 중독성 물질과는 달리 흥분제 역할을 하는 동시에 이완재 역할도 하는 아주 독특한 성질을 지녔다.

그런데 운동은 도파민의 양을 부드럽게 늘려주는 동시에 불안감과 긴장 그리고 금단 증상으로 오는 스트레스를 줄여주기 때문에 담배를 피우고 싶은 욕구에 대항하는데 아주 효과적이다.

운동은 흡연 욕구를 50분 정도 잠재우며 다음번 담배를 피우기까지의 시간을 2배 3배 늘려준다.

또한 집중력을 높이기 때문에 대표적인 니코틴 금단 증상인 집중력 저하를 막아준다.

 

물론 뇌를 무디게 만드는 마약도 있다.

최근 이란의 과학자들이 쥐에게 모르핀을 투여하고 운동이 어떤 영향을 끼치는지 실험해

보았다.

그들이 내놓은 가설은 마약으로 인한 기억력 손실을 운동이 회복시킬 수 있다는 것이었다.

운동이 중독이 학습과 관련이 있는 내부에 도파민 수치와 가소성에 영향을 끼치기 때문이다. 그들은 쥐를 어두운 상자에 넣고 발바닥에 전기 충격을 가했다.

그리고 다시 그 쥐를 어두운 방에 넣은 뒤 전기 충격은 없으나 밝은 상자로 가는데 시간이 얼마나 걸리는지를 관찰했다.

쥐들은 모르핀 주사를 맞고 트레드밀 위에서 달리기를 하는 집단

위약으로 식염수를 막고 달리기를 하는 집단

모르핀 주사만 맞은 집단 운동도 하지 않고 주사도 맞지 않는 비교 집단으로 나뉘었다.

 

운동을 한 집단은 어두운 상자가 불길한 장소라는 사실을 잘 기억했다.

가장 오래 꾸물대면서 어두운 상자에 들어갔다가 전기 충격을 받자마자 가장 빨리 도망쳐 나온 것이다.

놀라운 사실은 운동 모르핀 집단이 비교 집단보다 더 좋은 결과를 보여준 것이다.

이 결과는 운동이 마약으로 무뎌진 뇌의 기능을 회복시켜 주었다는 것을 뜻했다.

 

쥐의 경우 금단 증상은 고통으로 몸부림치면서 설사를 하는 것인데 동일한 실험에서

운동 모르핀 집단은 마약을 끊었을 때 금단 증상이 급격하게 줄었다.

이러한 연구 결과만으로도 마약의 중독에서 벗어나려는 사람들이 운동화 끈을 졸라매기에 충분하리라.

 

 

##뇌를 튼튼하게 하는 운동요법

지금까지 유산소 운동이 뇌에 끼치는 놀라운 효과에 대해 열심히 설명했다.

달리기를 할 때 뇌에서 일어나는 일들을 이해하게 되면 매일 운동화 끈을 졸라매야겠다고

간단히 결심을 하게 될 것이다.

굳이 달리기가 아니라 수영이나 자전거 등 각자 즐기는 어떤 운동이라도 마찬가지다.

나는 사람들이 운동에 중독되기를 진심으로 바란다.

얼마만큼 운동해야 뇌에 도움이 되는지를 묻는 사람들에게 나는 신체가 건강해지도록 노력하고 끊임없이 자신의 한계에 도전하는 것이 최선이라고 대답한다.

운동을 어떻게 해야 하는 것이 최선인지는 사람마다 다르지만

신체가 건강할수록 뇌는 유연해지고 인지적 심리적으로 기능을 보다 잘 수행한다는 사실이

많은 연구결과 밝혀졌다.

신체가 건강해지면 뇌는 저절로 건강해진다.

 

그렇다고 속옷 광고 모델과 같은 몸매를 지녀야 내가 운동의 혜택을 본다는 말은 절대 아니다.

실제로 믿을만한 연구 가운데 다수가 걷기를 운동 방법으로 정하고 실험을 했다.

건강한 신체를 자주 강조하는 이유는 정상적인 체질량지수와 강건한 심장 혈관계가 뇌의 기능을 최적화하는 것이 확실하기 때문이다.

어떤 강도의 운동이든 건강에 도움이 된다.

하지만 기왕에 뇌에 도움이 되는 운동을 하기로 결심했으면 심장질환, 당뇨병, 암 등의 질병을 예방할 수 있을 정도로 하는게 더 좋지 않겠는가?

신체와 뇌는 서로 연결되어 있는 것이 분명하다.

그렇다면 굳이 뇌에만 도움이 되는 운동이 집착할 필요가 있겠는가?

 

<운동하시는 뇌> 읽어 드렸습니다.

이제 운동할 때마다

몸 건강뿐 아니라

”지금 뇌도 좋아지고 있구나“라고 생각하면서 하면

더 열심히 더 꾸준히 하게 되지 않을까요?

오늘도 함께 해주셔서 고맙습니다.