운동, 신체 움직임, 스포츠 활동이 성장기 아이들에게 미치는 영향을 뒷받침할 과학적 논리를 찾던 차에 만난 책, ‘운동화 신은 뇌’!
성장기의 아이들뿐만 아니라 모든 세대를 통틀어 우리가 살아가는 동안 스포츠 활동은 삶의 질을 높이는 데 떼려야 뗄 수 없는 주제라는 나의 주장을 뒷받침해 주는 근거였고, 시간을 내서라도 아이들에게 운동시간을 만들어주어야 한다고 확신을 갖고 주장하던 때였기에 더욱 기쁜 만남이었습니다.
스노우스포츠에서 다른 다양한 마운틴스포츠로 범위를 넓혀 산속에서의 신체 움직임, 스포츠 활동이 우리의 삶에 미치는 영향에 대해 구체적으로 알아가면서 2010년대 ‘운동화 신은 뇌’라는 주제가 2020년대에는 뇌과학, 뇌 활성화를 주제로 더욱 폭넓게 연구되고 검증되고 있기에 제가 하는 일에 확신을 갖고 더욱 박차를 가하고 있습니다.
저는 스포츠를 가르치고, 스포츠 활동에 참여를 안내하는 직업을 가졌습니다. 저는 운동이나 스포츠 활동이 특정한 재능을 가져야만 즐길 수 있다는 고정관념을 바꿔 ‘누구나 쉽고 재미있게 스포츠에 접근하고, 그 활동을 통해 삶의 질을 높이는 것을 돕는다’는 미션을 품고 프로젝트와 프로그램을 기획하고 실행하고 있습니다.
이번 글은 책 ‘운동화 신은 뇌: 뇌를 젊어지게 하는 놀라운 운동의 비밀’에서 언급되었던 주요 주제어를 소개합니다.
책 소개
존 레이티 교수와 에릭 헤이거먼 교수의 저서 ‘운동화 신은 뇌(Spark)’는 운동이 뇌 건강에 미치는 영향에 대한 과학적 원리를 설명합니다. 이 책은 운동과 뇌 기능의 관계를 심도 있게 연구한 최초의 저작물로 운동이 뇌를 어떻게 활성화하고, 뇌 기능을 개선하며, 궁극적으로 뇌를 젊게 유지하는지에 대해 다룹니다. 특히 KBS ‘생로병사의 비밀’ 300회 특집에서는 ‘늙지 않는 뇌’ 사용설명서라는 제목으로 방송되어 화제가 되기도 했습니다.
[링크] [생로병사의 비밀] 300회 특집 2부작 – 남자의 뇌·여자의 뇌 제 2부 늙지 않는 ‘뇌’ 사용설명서
[위 이미지를 누르시면 [생로병사의 비밀] 300회 특집 2부작 – 남자의 뇌·여자의 뇌 제 2부 늙지 않는 ‘뇌’ 사용설명서로 연결됩니다]
운동과 뇌의 기적 같은 상관관계
운동이 뇌에 미치는 영향
운동은 뇌의 구조와 기능에 깊은 영향을 미칩니다. 운동을 했을 때 유쾌한 기분이 드는 이유는 신체 움직임으로 인해 혈액을 뇌에 공급해 주면 뇌가 최적의 상태가 되기 때문입니다. 운동은 우울증, 공포증 등의 기분장애뿐만 아니라 주의력 결핍 과잉행동 장애(ADHD), 약물 중독, 임신 및 폐경기 증후군, 치매 등에 이르는 각종 질병들을 예방하는 데에도 최고의 효과를 발휘합니다.
미국의 신경과학자 아서 크레이머가 운동을 하지 않는 60~79세의 사람들을 대상으로 실험을 했는데, 그중 절반에게만 유산소운동을 시켰더니 6개월 후에 그들의 전두엽과 측두엽이 커진 사실을 알아냈습니다. 6개월간의 운동이 뇌의 중요 부위를 바꾸어 버린 것이지요. 또한 미국의 신경생리학자 찰스 힐먼은 최고 인지 기능 테스트에서 건강한 아이들이 그렇지 않은 아이들보다 인지 기능이 더 좋다는 사실을 증명했습니다. 수만 명을 대상으로 한 여러 연구에서도 건강한 사람일수록 대체로 기분 상태가 좋았으며 불안증이나 스트레스 수치가 낮다는 점이 밝혀졌습니다.
0교시 체육의 기적
이렇듯 규칙적인 운동은 뇌의 회백질과 백질의 양을 증가시키고, 이는 인지 기능 향상에 기여합니다. 특히 운동은 해마(기억과 학습을 담당하는 뇌의 한 부분)의 크기를 증가시켜 기억력 향상에 큰 도움을 줍니다.
그 연구사례로 책에서는 미국 일리노이 주에 위치한 네이퍼빌 센트럴 고등학교와 미주리 캔자스시티에 있는 우드랜드 초등학교를 들었습니다. 미국에서 하위권에 속하던 고등학교와 초등학교에 수업 시작 전 체육시간을 만들면서 반전이 일어난 것입니다. 한 학기 동안의 아침마다 달리기 같은 유산소 운동을 40분 이상 실시하자 네이퍼빌 고등학교는 과학과 수학 부분에서 미국 내 최상위권의 성적을 기록했고, 특정 몇 명 학생의 성적이 아니라 학교 평균 성적이 급상승했습니다.
우드랜드 초등학교는 학생 대부분이 정부에서 지원을 받을 정도로 형편이 어려운 지역에 위치해 있는데 아침 운동 뒤 학교 폭력 건수가 절반 이하로 줄었고, 학습 능력이 향상되었습니다. 교사들의 수업 내용은 달라진 게 없고 아침에 호흡이 가빠질 정도로 신체를 움직였을 뿐인데 말입니다.
실제 우리나라의 민족사관고등학교에서도 이 원리를 적용해 아침 6:30분부터 0교시 체육수업을 하고 있으며, 민족사관고등학교의 교사와 학생들을 대상으로 한 조사에서, 아침 체육 수업이 학생들의 스트레스를 줄이고, 기분을 좋게 하여 학습 환경을 긍정적으로 변화시킨다는 응답이 많았습니다.
또한 0교시 체육 수업 도입 전후의 학업 성적을 비교한 데이터 분석에서, 체육 수업 도입 후 학생들의 평균 성적이 유의미하게 상승한 것으로 나타났습니다. 실제 사례로 민족사관고등학교 학생 김 모 군은 체육 수업 도입 전에는 수업 시간에 집중하는 데 어려움을 겪었으나, 매일 아침 체육 활동에 참여한 후 집중력이 크게 향상되었고, 그 결과 학기 말 성적이 이전 학기보다 10% 상승하는 성과를 거두었습니다.
위의 예시에서 보았듯이 다양한 연구에서 규칙적인 유산소 운동이 해마의 크기를 증가시키고, 이로 인해 기억력과 학습 능력이 향상된다는 결과를 보여주고 있습니다. 존 레이티 교수는 운동이 뇌의 신경 가소성을 촉진하여 집중력과 인지 기능을 강화한다고 설명합니다. 이것은 세로토닌과 도파민 같은 신경전달물질의 증가와 관련이 있습니다.
신경 가소성
신경 가소성(neuroplasticity)은 뇌가 경험과 학습, 환경 변화에 따라 구조와 기능을 변화시키는 능력을 말합니다. 신경 가소성은 뇌가 새로운 정보를 학습하고 기억하며, 적응하고 손상된 부분을 회복하는 데 중요한 역할을 합니다. 운동은 신경 가소성을 촉진하는 중요한 활동 중 하나입니다.
운동은 스트레스 호르몬인 코티솔의 분비를 감소시켜 신경 세포의 손상을 줄이고 신경 가소성을 촉진합니다. 코티솔은 만성 스트레스 시 과도하게 분비되면 신경 세포를 손상시킬 수 있습니다. 운동은 이러한 코티솔 수치를 낮추어 뇌 건강을 유지하는 데 도움을 줍니다. 특히 규칙적인 운동은 뇌의 혈류를 증가시킵니다. 증가된 혈류는 뇌에 더 많은 산소와 영양분을 공급하여 신경 세포의 기능을 향상시키고, 신경 가소성을 촉진하는 환경을 조성합니다.
운동은 또한 해마에서 뇌 유래 신경성장인자(BDNF)의 분비를 촉진합니다. BDNF는 신경 세포의 생존과 성장을 돕고, 신경 세포 간의 연결을 강화하여 새로운 신경 경로 형성과 기존 경로의 강화를 도와줍니다. 시냅스 가소성을 증가시켜주는 BDNF는 기억력과 학습 능력을 향상시키는 역할을 합니다.
이렇듯 신경 가소성은 뇌가 변화하고 적응하는 놀라운 능력을 의미하며, 이를 이해하고 활용하는 것은 학습과 회복, 뇌 건강 유지에 매우 중요합니다. 운동을 통해 신경 가소성을 증진시키는 것은 뇌 기능을 최적화하고, 학습 능력과 기억력을 높이는 다양한 인지 능력을 향상시키는 효과적인 방법입니다.
다음은 운동의 뇌 활성화 메커니즘과 관련된 주제어와 관련된 글이 이어집니다.
