달리기, 근력운동, 고강도 트레이닝 등 운동에도 여러 종류가 있다. 이 가운데 어떤 신체적 운동이 뇌를 활성화시키는데 가장 좋을까? 최근 학자들이 쥐를 대상으로 한 실험을 통해 놀랄만한 결과를 얻어냈다. 운동의 타입에 따른 신경학적 영향을 비교하는 실험이 이루어진 것은 처음으로,이 결과에 따르면 심하게 운동하는 것이 장기적인 뇌 건강에 좋은 선택은 아닐 수도 있다. 운동이 뇌의 구조와 기능에 변화를 가져다준다는 사실은 이미 증명됐다. 동물과 사람에 대한 연구에서 신체적 활동은 뇌 부피를 증가시키고노화에 따른 두뇌 지능의 세포 감소를 줄여주는 것으로 밝혀졌다.

운동은 또한 성인의 신경조직 발생을 증가시킨다. 즉 이미 성숙한 뇌에서도 새로운 뇌세포가 창조된다는 것이다. 이에 관한 실험에서 쳇바퀴 돌리기나 트레드밀에서 달리는 운동을하고 난 동물은 가만히 있었던 동물에 비해 (대뇌 측두엽의) 해마에 새로운 신경세포가 두배 혹은 세배 늘어난 것이 확인되었다. 해마는 뇌에서학습과 기억을 관장하는 부분이다.

과학자들은 운동이 사람의 해마에도 동일한 영향을 미칠 것으로 보고 있다.

이러한 과거의 연구들은 장거리 달리기에만 집중돼 있었고, 다른 형태의 운동도 같은 결과를 낼 것인지에 대해서는 알려진 바가 없었다. 그런데최근 들어 웨이트 트레이닝과 고강도훈련이 점차 인기를 끌자 학자들 사이에 이를 비교해보자는 견해가 많아졌다.

핀란드의 유배스큘래 대학 연구팀과 여러 기관들이 함께 실시, 생리학 저널 12월호에 발표한 실험 결과는 그런 배경에서 태어났다. 연구진은 꽤 많은 숫자의 성인 수컷 쥐들에게 새로 생겨나는 뇌세포를 표시하는 물질을 주사한 후 이들을 4개 그룹으로 나눴다. 달리기, 웨이트 트레이닝, 고강도 훈련을 하는 쥐들과 가만히 있는 쥐들이다.

한 그룹의 쥐들은 우리 안에서 원하는 만큼 쳇바퀴를 돌리며 달리도록 했다. 대부분의 쥐들은 매일 중간정도로 몇마일씩 조깅했는데 각자 마일리지는 차이가 났다.

다른 그룹의 쥐들은 저항운동 훈련을 시켰다. 꼬리에 작은 추를 달고 벽을 기어오르는 운동이었다.

마지막 그룹은 고강도 인터벌 트레이닝을 받았다. 즉 작은 트레드밀 위에서 굉장히 빠른 속도로 격렬하게 3분간 뛴 다음 2분 동안은 느린 속도로 뛰는 운동을 3회 반복하여 총 15분간 뛰게 한 것이다.

쥐들이 이렇게 각각 다른 운동을 7주 동안 한 다음 학자들은 한 마리한 마리 현미경으로 해마의 뇌 조직을 검사했다. 그 결과 쥐들이 어떻게 운동했는가에 따라 신경발생의 수준이 크게 다른 것을 알게 됐다.

바퀴를 돌리며 조깅한 쥐들은 상당한 레벨의 신경발생이 있었다. 그들의 해마 조직은 새로 생겨난 뉴론들이 가득했는데 운동을 안하고 가만히 있었던 쥐들의 뇌와 비교하면 그차이가 무척 컸다. 같은 운동을 한 쥐들 간에도 더 많이 달린 쥐일수록 뇌에서 새로운 세포가 더 많이 생겨난것을 볼 수 있었다.

고강도 인터벌 훈련을 마친 쥐들의 쥐에서는 그보다 훨씬 적은 뉴론이 발견됐다. 물론 가만히 있었던 쥐들과 비교하면 얼마간 더 많이 생겨났으나 장거리 달리기를 한 그룹보다는 훨씬 적었다.

웨이트 트레이닝, 즉 근력운동을 한 쥐들은 놀랍게도 이렇다 할 새로운 신경조직의 발생이 눈에 띄지 않았다. 이 그룹의 쥐들은 훈련을 처음시작할 때보다 훨씬 힘이 세지기는 했지만 해마 조직을 살펴본 결과로는운동을 전혀 하지 않고 가만히 있었던 쥐들과 비교해 신경발생의 상태가전혀 달라지지 않았음이 드러났다.

물론 쥐와 사람은 다르나 그러나 이 실험이 보여준 결과가 암시하는 바는 대단히 놀랍고 중요한 것이다.

유배스큘래 대학 연구팀을 이끈 미리암 노키아 박사는 “지속적인 유산소(에어로빅) 운동이 사람의 뇌 건강에 가장 도움이 될 것”이라고 결론을 내렸다.

장거리 달리기가 왜 다른 워크아웃 운동에 비해 더 많이 뇌 신경발생을 촉진하는 지에 대해서는 아직 명확하게 규명하지 못했다고 노키아 박사는 말했다. 그러나 그녀의 연구팀 동료들의 추측으로는 장거리 달리기가 뇌에서 신경조직 발생을 조절하는 것으로 알려진 물질, 즉 뇌 유도신경영양인자(brain-derived neurotrophicfactor, B.D.N.F.)의 방출을 자극하는 것으로 보인다고 노키아 박사는 설명했다.

그런 한편 웨이트 트레이닝은 근육건강에는 굉장히 좋은 운동이지만 과거의 연구에서도 인체의 B.D.N.F.

수준에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다고 노키아 박사는말했다. 그리고 이번 실험에서도 아마 같은 이유 때문에 신경발생의 증가를 볼 수 없었던 것으로 보인다고 추측했다.

한편 고강도 인터벌 트레이닝은 뇌건강에 좋을 수 있었지만 너무 심한강도 때문에 오히려 약화됐을지도 모른다고 노키아 박사는 설명했다.“ 고강도 운동은 중간 정도의 달리기에 비해 생리적으로 훨씬 더 진이 빠지고 스트레스가 심하다”고 말한 노키아 박사는 “스트레스는 성인 해마의 신경발생을 감소시키는 경향이 있다”고 덧붙였다.

그럼에도 불구하고 “이번 실험의 결과가 달리기 또는 그와 비슷한 강도의 지구력 운동만이 뇌를 강화시킨다는 것을 뜻하는 것은 아니”라고 노키아 박사는 강조했다. 그런 종류의 활동이 해마에서 일어나는 대부분의 신경발생을 촉진시키는 것으로 보이는 것은 사실이다.

그러나 웨이트 트레이닝과 고강도인터벌 운동은 뇌의 다른 부분에서 다른 종류의 변화를 이뤄낼 수도 있다는 것이 그녀의 설명이다. 예를 들어 또 다른 혈관의 생성을 돕는다던가 뇌 세포들 혹은 뇌의 다른 부분들사이의 새로운 연결에 기여할 수도있다는 것이다.

그러니까 당신이 지금 웨이트 트레이닝을 하고 있거나 고강도 인터벌운동을 하고 있다면 그만 두지 말고 계속하는 것이 좋다. 그러나 가끔씩은 뇌 해마의 건강을 위해서 달리기도 하고 자전거 타기도 하면 더 좋을 것이라고 노키아 박사의 연구팀은 전했다.

■유산소 운동
종류에 관계없이 호흡하면서 즐기는 모든 활동이 포함된다.

걷기 달리기 자전거타기 수영 줄넘기 에어로빅댄스 등산 배드민턴 테니스 탁구 축구 농구 등이 포함된다.

■유산소 운동의 강도
자신의 최대 심박수(1분 당 심박수)를 측정한다.

▲저강도 구간: 1분당 자신의 최대 심박수의 60% 이하. 초보자에게 적합하다.

▲중강도 구간: 최대 심박수의 60~70%까지 상승. 중급자에게 적합하다.

▲고강도 구간: 운동을 10초 이상 지속할 수 없는 수준의 강도, 최대 심박수의85% 이상을 수행하는 무산소 운동 바로 직전이라 할 수 있다.

숙련자에게 적합하다. 에너지가 소멸되는 속도보다 젖산이 근육에 쌓이는 속도가 더 빨라서 피로를 느끼게 된다.

<한국일보- The New York Times 특약>