📝한눈에 보는 정보
- 뇌와 근육은 지속적인 양방향 소통을 한다. 근육은 생화학적 신호를 뇌로 보내고, 뇌는 움직임과 균형을 조절한다
- 규칙적인 신체 활동은 신경세포 생성 촉진, 뇌 혈류 증가, 염증 감소, 인지 예비력 형성 등 다양한 경로를 통해 뇌 기능을 향상시킨다
- 2024년 연구에 따르면, 운동 중 발생하는 근육 수축에서 나오는 생화학적 신호(마이오카인)와 기계적 자극이 각각 독립적으로 운동 신경세포의 성장과 발달에 기여한다
- 뇌 건강을 위해서는 하루 30분 이상 중강도 운동이 가장 효과적이며, 지나친 고강도 운동은 코르티솔을 상승시켜 오히려 장수 효과를 상쇄한다
- 심박수 높이기, 결과를 위한 시간 확보, 다양한 운동 방식, 사회적 활동 포함 등 인지 기능을 극대화하기 위한 운동 루틴 구성 팁은 아래에서 확인하라
🩺 Dr. Mercola
오랜 시간 앉아 있다 보면 몸이 무겁고 집중이 안 된다는 느낌을 받아본 적이 있을 것이다. 그런데 밖에 나가 빠르게 걷거나 잠깐 자전거를 타고 나면, 갑자기 머리가 맑아지고 에너지가 회복되며, 해야 할 일도 훨씬 수월하게 느껴진다. 이는 단지 기분 탓이 아니다. 움직이지 않으면 혈류가 느려지고, 뇌로 가는 산소 공급이 줄어들며, 뇌세포 성장을 돕는 신경영양인자도 감소한다.
몸이 움직이면, 뇌는 더 활발해진다. 운동은 단지 신체 건강을 위한 것이 아니라 사고력 향상, 기억력 개선, 기분 향상의 촉매 역할을 한다. 신체 활동과 정신적 수행 간의 이 연결은 역동적이고 지속적인 상호작용으로, 사고, 감정, 학습 방식에 깊은 영향을 미친다.
근육과 뇌의 연결은 인생의 모든 단계에서 필수적이다. 학업 성취, 업무 생산성 향상, 노화 속 정신 예리함 유지 등 어떤 목표를 갖고 있든, 규칙적인 운동은 인지 건강을 지키는 가장 효과적인 방법 중 하나이며, 특히 새로운 연구에서는 운동이 신경 생성, 즉 새로운 신경세포의 성장을 촉진한다는 사실이 밝혀지고 있다.
근육과 뇌가 소통하는 방식
근육과 뇌는 끊임없이 서로 소통하며, 운동은 이 연결을 강화한다. 몸을 움직일 때 근섬유는 마이오카인(myokine)이라는 분자 메신저를 방출하며, 이들은 뇌로 전달되어 인지 건강에 관여한다.
대표적인 마이오카인인 뇌유래신경영양인자(BDNF), 아이리신(irisin), 섬유아세포성장인자21(FGF21)은 신경세포 성장을 촉진하고 뇌세포를 손상으로부터 보호하며 뇌 기능을 향상시킨다. ‘뇌를 위한 비료’로 불리는 BDNF는 특히 기억과 학습에 중요한 해마에서 새로운 신경세포의 생존과 발달을 돕는다.
마이오카인 외에도, 근육 수축은 기분, 동기, 인지를 조절하는 뇌의 화학적 메신저인 신경전달물질에도 영향을 미친다. 규칙적인 신체 활동은 이러한 신경전달물질의 균형을 잡아주어 우울과 불안 증상을 완화하고 스트레스 회복력과 정신적 명료함을 높인다.
이러한 근육과 뇌 간의 복잡한 소통은 일방향이 아니다. 뇌 또한 근육에 신호를 보내 움직임을 조율하고 균형을 유지하며 신체적 요구에 적응하게 한다. 이러한 양방향 교류는 규칙적인 신체 움직임과 관련된 깊은 인지적 이점을 뒷받침한다.
운동의 힘으로 회복탄력성 있는 뇌를 만들기
의사소통을 촉진하는 것을 넘어, 운동은 다양한 방식으로 뇌 자체를 직접 강화한다. 연구에 따르면, 규칙적인 운동은 노화로 인한 퇴화에 취약한 부위인 해마에서 신경세포 생성을 촉진한다. 또한 해마의 부피를 증가시켜 기억력, 인지 기능, 장기 기능을 향상시킨다.
더불어 달리기, 수영, 자전거 타기 같은 유산소 운동은 혈류를 촉진하고 BDNF(뇌유래신경영양인자) 생성을 증가시키며 전반적인 인지 기능을 높이는 데 특히 효과적이다. 웨이트 트레이닝이나 맨몸 운동 같은 저항 운동은 마이오카인 분비를 유도하고 인지 회복탄력성을 키움으로써 이러한 효과를 보완한다.
유산소 운동과 근력 운동을 병행하는 것은 가장 종합적인 뇌 건강 효과를 제공하는데, 이는 이 두 방식이 시너지 효과를 내며 뇌 건강을 증진시킨다는 연구 결과에 기반한다. 운동은 또한 뇌 혈류를 증가시켜 뇌세포에 산소와 영양분을 공급하고, 혈관신생(angiogenesis)이라 불리는 과정을 통해 새로운 혈관의 성장을 유도한다. 이러한 혈류 개선은 뇌 기능을 지원하고 인지 저하의 위험을 줄여준다.
운동은 신경퇴행성 질환과 인지 저하의 주요 원인인 만성 염증과도 싸운다. 운동은 염증 지표를 줄임으로써 신경 보호 환경을 조성하고, 장기적으로 뇌 건강을 지켜준다. 이러한 즉각적인 이점들에 더해, 운동은 인지 예비력(cognitive reserve)을 키워주며, 이는 뇌가 노화, 부상 또는 질병을 견딜 수 있도록 돕는 완충 역할을 한다.
이 예비력은 인지 저하를 막아주며, 스트레스나 손상이 있더라도 뇌가 제대로 기능하도록 돕는다. 인지 예비력이 더 큰 사람들은 인지 저하 속도가 느리게 나타나는 경향이 있으며, 이는 평생 뇌 건강과 회복력을 유지하는 강력한 수단으로서 규칙적인 운동의 역할을 강조한다.
근육 수축과 운동 신경 성장 사이의 연관성에 대한 연구
2024년 11월에 '어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈(Advanced Healthcare Materials)'에 발표된 연구는 화학적·물리적 측면에서 근육 수축이 신경세포 발달에 어떤 영향을 미치는지에 대해 새로운 통찰을 제공한다. 이 두 가지 효과를 분리함으로써 운동이 운동 신경 성장에 어떤 방식으로 기여하는지를 밝혀냈다. 저자들은 다음과 같이 언급했다.
"새롭게 제시되고 있는 생체 내(in vivo) 증거들은 반복적인 근육 수축, 즉 운동이 말초 신경에 영향을 준다는 점을 시사한다. 그러나 생체 내에서 근육의 운동 신경에 대한 구체적 영향을 분리해 내는 것은 어렵고, 해당 조건에서는 근육 수축의 생화학적·기계적 영향을 분리할 수 없기 때문에, 이 현상을 시험관 내(in vitro)에서 연구할 필요가 제기된다."
연구진은 먼저 생화학적 신호를 조사했으며, 마이오카인에 주목했다. 마이오카인에 노출된 신경세포는 자극받지 않은 신경세포에 비해 성장 속도가 크게 증가하고 신경돌기(뉴라이트)가 더 길게 뻗는 것으로 관찰되었다. 유전자 분석 결과, 마이오카인은 신경세포 성장, 축삭 발달, 시냅스 형성과 관련된 유전자를 활성화시키는 것으로 나타났다.
매사추세츠공과대학교(Massachusetts Institute of Technology)의 보도자료에서 이번 연구의 수석 저자인 리투 라만(Ritu Raman)은 다음과 같이 설명했다.
"운동 자극을 받은 신경세포에서 상향 조절된 많은 유전자들이 단순히 신경세포 성장뿐 아니라 성숙도, 근육 및 다른 신경과의 소통 능력, 그리고 축삭의 성숙도와도 관련되어 있다는 점을 확인했다. 운동은 단지 신경세포의 성장뿐 아니라 그 성숙도와 기능 수행 능력에도 영향을 주는 것으로 보인다."
즉, 마이오카인은 신경세포의 성장을 돕는 데 그치지 않고, 이들의 소통 및 기능 수행 능력 또한 향상시켰다. 이후 연구진은 근육이 수축하면서 신경세포가 물리적으로 늘어날 때 자연스럽게 발생하는 기계적 힘에 대해 조사했다. 자기 입자가 내장된 젤 매트릭스를 사용해 이러한 늘어남을 재현했다.
연구 결과, 마이오카인이 없어도 기계적 자극만으로도 동일한 수준의 신경세포 성장이 유도되었으며, 신경돌기의 길이, 가지치기, 연결성이 향상되었다. "이러한 결과는 운동의 생화학적·물리적 효과가 모두 똑같이 중요하다는 점을 보여주기 때문에 긍정적인 신호라 할 수 있다"고 라만은 언급했다.
이러한 발견은 운동이 신경세포에 미치는 상호보완적인 이점을 부각시키며, 루게릭병으로 알려진 근위축성 측삭경화증(ALS) 같은 신경 손상 또는 신경퇴행성 질환을 치료하기 위한 치료법 개발에 중요한 통찰을 제공한다. 라만은 "이 연구는 운동을 의학적으로 이해하고 조절하려는 첫걸음에 불과하다"고 밝혔다.
운동은 뇌 건강에 좋지만, 실외에서 하면 효과가 더 커
모든 형태의 운동이 뇌에 이로운 효과를 주지만, 실외 운동은 신체적 이점을 넘어서는 고유한 장점을 제공한다. 실외에서 시간을 보내는 것은 운동의 인지적 이점과 자연이 주는 회복 효과를 결합해, 정신 건강과 신경 기능 전반에 미치는 영향을 강화한다.
연구에 따르면 실외 운동은 반복적인 실내 환경에서 오는 정신적 피로를 줄여준다. 자연환경은 뇌의 주의 메커니즘을 다르게 자극해, 무리 없는 집중을 유도하고 스트레스를 줄여준다. 이 현상은 '주의 회복 이론(attention restoration theory)'으로 알려져 있으며, 공원에서 달리거나 숲속을 걷는 것이 헬스장에서 운동할 때보다 더 상쾌하고 정신이 맑아지는 이유를 설명해 준다.
실외 운동의 또 다른 장점은 창의성과 문제 해결 능력에 미치는 영향이다. '미국심리학회(American Psychological Association)'의 연구에 따르면 실외 걷기는 창의적 사고를 최대 60%까지 향상시킨다. 이는 리듬감 있는 움직임과 자연의 소리, 냄새, 시각적 패턴 등 다양한 감각 자극에 노출되는 것이 결합되어, 뇌의 여러 영역을 활성화시키기 때문이다.
실외 환경은 정서적 웰빙에도 긍정적인 영향을 미친다. 연구에 따르면 녹지 공간에 노출되면 코르티솔 수치가 낮아지고, 혈압이 떨어지며, 근육 긴장이 완화된다. 자연의 진정 효과는 불안과 우울 증상을 완화해, 실외 운동이 정신 건강에 특히 유익하게 만든다.
게다가 실외 운동은 더 많은 신체적·사회적 활동을 유도하는 경우가 많다. 그룹 달리기, 팀 스포츠, 친구와의 산책 같은 활동은 동기를 높일 뿐 아니라, 뇌의 사회적·감정적 중추를 자극해 공감과 소통에 관여하는 신경망을 강화한다.
생리학적으로 볼 때, 실외 운동은 자연광에 더 많이 노출되게 하며, 이는 생체 리듬을 조절하고 수면의 질을 높인다. 수면의 질이 향상되면 기억을 강화하고 인지 기능도 개선된다. 햇빛은 뇌 건강에 필수적인 영양소인 비타민 D 생성도 촉진하며, 이는 기분을 좋게 하고 인지 저하를 늦추는 데 도움이 된다.
올바른 균형 찾기: 역효과 없이 두뇌를 강화하는 운동
운동이 뇌 건강에 주는 놀라운 이점을 이해하는 것과, 그것을 실천에 옮기는 것은 별개의 일이다. 운동 프로그램을 시작할 때 가장 중요한 것은 자신의 생활 방식과 흥미에 맞는 활동을 선택하는 것이다. 이렇게 하면 장기적으로 운동을 지속하기가 훨씬 쉬워진다. 걷기, 조깅, 수영, 자전거 타기, 춤, 요가 등 선택할 수 있는 옵션은 매우 다양하다.
강도에 있어서는 적당함이 중요하다. 일부 발표된 연구들은 고강도 운동에 대해 긍정적인 관찰 결과를 내놓았지만, 필자는 이러한 접근을 경계해야 한다고 본다. 필자는 중간 강도의 운동이 더 낫다고 믿고 있으며, 이를 뒷받침하는 데이터도 있다.
심장전문의 제임스 오키프(James O'Keefe) 박사와의 인터뷰에서 박사는 중간 강도 운동의 이점을 설명했으며, 이는 숨이 약간 찰 정도로 힘은 들지만 대화를 이어갈 수 있는 수준으로 느슨하게 정의된다. 박사의 연구에 따르면, 운동은 더 많이 할수록 좋으며, 지나칠 정도는 없다고 한다. 반대로, 그의 연구는 지나치게 격렬한 운동은 결국 역효과를 낸다고 지적했다.
“이들은 앉아서 지내는 사람들만큼 나쁘지는 않지만, 거의 모든 연구에서 장수에 대한 이점 일부는 잃게 되며, 특히 심방세동 같은 질환에서는 그렇다.
앉아서 지내다 중간 강도의 운동을 시작하면 심방세동 위험이 줄어든다. 하지만 40세나 45세가 넘은 나이에 철인 3종 전 코스를 소화하면 심방세동 발생률이 500~800%까지 증가하기 시작한다.”
필자가 고강도 운동을 권하지 않는 이유 중 하나는 이것이 코르티솔 수치를 높이기 때문인데, 이는 결국 건강을 망치게 된다. 코르티솔은 매우 이화적인(catabolic) 호르몬으로, 조직을 분해한다는 뜻이다. 그리고 지속적인 고강도 운동으로 코르티솔 수치가 항상 높아지면, 결국 근육과 뼈, 뇌가 분해된다. 코르티솔은 주요 노화 호르몬이기도 하며, 조기 사망 위험을 높인다.
근력 운동도 비슷한 원칙을 따른다. 근력 운동은 뇌 건강과 전반적인 체력 유지에 훌륭한 방법이지만, 균형이 필수적이다. 연구에 따르면, 주당 40~60분 정도의 웨이트 트레이닝이 최적이다. 130~140분을 초과하면 장수에 대한 이점이 줄어들어, 거의 앉아서 지내는 것과 다르지 않게 된다.
더 나은 두뇌 건강을 위한 운동 루틴 최적화를 위한 네 가지 전략
대부분의 운동 프로그램은 강도, 시간, 특정 근육군에 초점을 맞추지만, 뇌 건강을 고려해 운동을 구성하면 인지 기능과 회복 탄력성이 향상된다. '뉴욕타임스(The New York Times)'에 따르면, 운동의 뇌 강화 효과를 극대화하는 데 도움이 되는 핵심 전략은 다음과 같다.
1. 최소 30분간 심박수를 올리기 — 운동 초반 20~30분은 힘들게 느껴지지만, 이때가 바로 뇌에 유의미한 이점이 나타나기 시작하는 전환 지점이다. 연구에 따르면, 중간 강도의 운동은 내인성 칸나비노이드 시스템을 자극해 뇌 연결성과 신경 발생을 높인다.
건강 심리학자 켈리 맥고니걸(Kelly McGonigal) 박사에 따르면, 이 단계는 '지속성 항진(persistence high)'이라고 불리며, 해마와 같은 학습 및 기억을 담당하는 뇌 부위를 활성화한다. 중간 강도의 운동을 오래 유지할수록 집중력 향상과 신경 가소성을 포함한 뇌 건강에 더 큰 효과가 나타난다.
2. 최소한 3주 이상 꾸준히 하기 — 근육이 강해지기 위해 시간이 필요한 것처럼, 뇌 역시 운동의 인지적 이점을 완전히 얻기 위해서는 지속적인 노력이 필요하다. 몇 주에 걸쳐, 뇌의 도파민 보상 시스템이 더 강력해지면서 동기 부여, 정신적 명료성, 회복 탄력성을 높이는 데 도움을 준다.
3. 함께하기 — 친구나 가족과 함께하는 활동은 더 많은 옥시토신 분비를 유도하며, 이는 신뢰, 협력, 사회적 인지를 향상시킨다. 버지니아 공과대학(Virginia Tech)의 줄리아 바소(Julia Basso) 박사에 따르면, 사회적 운동은 공통의 경험을 만들어내며, 공감과 소통을 담당하는 신경망을 강화한다. 이러한 효과는 특히 춤과 같은 활동에서 두드러지는데, 동기화된 움직임이 뇌의 연결성을 더욱 증폭시키기 때문이다.
4. 다양하게 하기 — 운동에 변화를 주면 다양한 인지적 혜택을 얻을 수 있다. 운동생리학자 벤 싱(Ben Singh) 박사에 따르면, 유산소 운동, 근력 훈련, 요가 또는 혼합 방식 등 거의 모든 형태의 신체 활동이 뇌 건강에 도움을 준다.
'영국 스포츠 의학 저널(British Journal of Sports Medicine)'에 발표된 연구에서 싱 박사는, 운동이 신경영양인자 증가와 전신 염증 감소와 같은 기전을 통해 뇌에 영향을 미친다고 설명한다.
흥미롭게도, 싱 박사의 연구는 짧지만 자주 하는 운동이 길고 고된 운동보다 뇌 건강에 더 효과적일 수 있다고 지적한다. 이는 짧은 운동이 꾸준히 실천하기 더 쉽고, 정신적인 부담을 줄이며 지속적인 참여를 유도하기 때문이다.
강한 몸은 강한 정신으로 이어진다
근육과 뇌 사이의 연관성은 부인할 수 없다. 운동은 새로운 뇌세포의 생성을 촉진하고, 신경전달물질과 마이오카인을 통해 뇌세포 간의 소통을 개선하며, 해로운 염증을 줄임으로써 뇌 건강을 향상시키는 강력한 수단이다.
운동은 모든 연령대에 유익하다. 어린이와 청소년에게는 주의력, 기억력, 학업 성과를 향상시킨다. 노인에게는 연령 관련 인지 저하를 예방하고 치매 위험을 줄여준다. 삶의 어느 시점에 있든, 더 나은 뇌 건강을 위해 몸을 움직이기에 너무 늦지도, 너무 이르지도 않다.
가장 중요한 것은 즐길 수 있는 활동을 찾아 일상 속에 꾸준히 실천하는 것이다. 작지만 꾸준한 노력도 뇌와 전반적인 웰빙에 깊은 영향을 미친다. 운동을 일상화하면 인지 기능을 향상시키고 기분을 끌어올리며, 나이로 인한 뇌 기능 저하로부터 스스로를 보호할 수 있다.
그러니 오늘 당장 움직이기 시작하고, 운동이 주는 놀라운 두뇌 강화 효과를 직접 경험해보자. 강한 몸은 정말로 강한 정신으로 이어진다.
🔍출처 및 참조
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