'건강한 몸에 건강한 정신이 깃든다'는 말처럼 몸이 튼튼하면 마음 뿐 아니라 머리도 튼튼해진다는 믿음이 사실로 밝혀지고 있다. 운동장에서 친구들과 잘 뛰어노는 아이는 신체 건강만 좋은 것이 아니라 기억력까지도 탄탄해지는 등 유산소 운동은 근육량만 키우는 신체건강 뿐만 아니라 사고력도 향상시키는 것으로 알려졌다.

뇌의 기억 중추인 해마는 나이가 들면서 위축된다. 그러나 2011년 연구에 따르면 정기적으로 걷는 노인들은 실제로 해마가 커졌다. 일리노이 어바나 샴페인 대학의 아서 크레이머팀이 55~80세 노인 60명은 심장박동수를 충분히 올릴 수 있는 유산소 운동으로 일주일에 40분씩 3회씩 걷게 하고, 다른 60명은 웨이트 트레이닝, 요가, 스트레칭 등 근육 운동을 같은 시간 동안 하게 한 결과, 근육운동만 한 사람들은 1년 동안 해마가 평균 1% 이상 줄어들었던 반면에 유산소 운동을 한 사람들은 앞쪽 해마가 2% 증가했다. 이는 거의 2년 동안 해마의 자연스런 노화를 막은 것이다.

미국 일리노이대학 찰스 힐만 교수팀은 9~10세 어린이 49명을 대상으로 신체 건강도를 테스트하고 자기공명영상(MRI)으로 뇌를 관찰하면서 다양한 정보를 종합해 기억해내는 ‘관계적 기억력’ 을 조사한 결과, 건강한 어린이는 기억력을 관장하는 뇌 부위인 해마가 다른 아이보다 12% 더 컸으며 기억력 테스트 점수도 훨씬 높게 나왔다. 건강한 어린이 일수록 관계적 기억력이 더 좋고 뇌에서 기억을 담당하는 부분인 해마의 부피도 더 컸다.

일반적으로 해마가 크면 관계적 기억력이 더 좋은 것을 반영하는데, 이전의 동물실험에서도 운동을 하면 해마에 수십만 개의 새로운 뉴런이 만들어지고 세포가 살아나면서 기억력과 학습력이 좋아지는 것이 밝혀졌다. 운동을 하면 어떻게 새로운 뇌세포를 만들어내고 성장을 도울 수 있을까? 대답은 성장인자라고 불리는 작은 단백질 속에 있는데, 세포를 성장하고 결합하는 것을 도와주고 새로운 줄기세포가 신경세포로 바뀌는 영양소 역할을 한다.

대표적인 성장인자가 뇌유래 신경성장인자(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)이며, 운동이 가장 강력한 BDNF의 분비 촉진제이며 새로운 뇌세포의 생성과 성장을 돕고 시냅스의 연결을 단단히 하고 신겅전달물질의 분비도 촉진하여 신경세포의 건강 유지를 돕고 스트레스로부터 뇌세포를 지켜주며, 자체적으로 항우울제와 항불안제의 역할까지 한다. BDNF는 시냅스 근처의 저장소에 모여 있다가 운동으로 혈액순환이 빨라지면 방출되기 때문이다.

수험생들이 아침에 운동을 하고 나서 어려운 시험을 본다면 세포들 틈에서 빠져나온 BDNF가 시냅스의 연결을 단단하게 만들어 놓았기 때문에 신경세포간 정보전달이 훨씬 쉽게 이루어져 다양한 정보를 종합하여 이용하는 '관계적 기억력'의 가동이 향상되면서 좋은 결과를 얻을 수 있다.

미국 남가주 대학(USC) 시어도어 버거팀은 쥐를 대상으로 물이나 먹이를 주면 반응을 보인다든지, 먹이가 어디에 있는지 등을 기억하는 쥐들의 뇌에 탐침(探針)을 넣고 전기 신호를 입력하면서 실험한 결과, 기억 저장에 중요한 역할을 하는 뇌의 해마에 특정 전기자극을 주어 쥐는 기억을 잃어버리게 한 뒤에 다른 전기 자극을 통해 쥐의 기억을 복원하는 데 성공했다. 캐나다 토론토서부병원의 안드레스 로자노 박사팀은 뇌 속에 전기 자극을 주는 뇌심부자극술을 이용해 기억력을 향상시킬 수 있다고 2008년 1월 신경학회지에 밝혔다.

뇌심부자극술(DBS·deep brain stimulation)은 뇌 속에 미세 전극을 심고 전기선을 연결해 가슴에 달린 배터리를 조작해 자극의 정도를 조절하면서 지속적으로 뇌를 자극하는 방법이다. 알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌졸중 등의 질환 치료법으로 사용가능하며 극심한 두통이나 우울증 완화에도 도움이 된다. 뇌 부위를 영구적으로 파괴하지 않고 부작용이 나타나도 전극을 제거하면 원상복귀가 될 수 있다.

이런 기술을 이용하여 벼락치기로 암기한 참고서 내용을 시험장에서 컴퓨터 메모리처럼 완벽하게 복원할 수도 있고, ‘기억하고 싶지 않은 슬픈 일은 컴퓨터 파일 삭제하듯 영원히 지워버일 수도 있게 된다. 전기 신호를 통해 인간의 기억 능력을 기계처럼 껐다 켰다 할 수 있다는 말이다.

과학자들은 걷기 등 유산소 운동이 뇌에서 성장 요소를 생산하도록 부추기는 부드러운 스트레스를 촉발했기 때문으로 추정되며, 또한 운동으로 뇌로 혈액이 다량 흘러들어가므로 영양분과 산소가 더 많이 전달된 것과도 관련이 있을 것이다. 어느 쪽이든 유산소 운동을 함으로써 기억력에 관한 한, 노화를 늦출 수 있다는 사실을 말해준다.

오늘도 즐겁고 건강한 달리기 생활 만드시길 빕니다. 이동윤 드림