■ 워싱턴포스트 특약 건강·의학 리포트
유산소 운동 1년 후 뇌 나이 평균 7개월 젊어져
중년기 규칙적 운동, 뇌 노화 늦추는 효과 확인
“ 치매 위험 낮추고 인지건강 지킬 가능성 높아져”
중년기에 규칙적으로 운동하면 뇌가 기능적으로 더 젊어진다. 이는 대부분 40대인 비활동적인 남녀 130명을 대상으로 한 새로운 연구가 내린 인상적인 결론이다. 일부는 간단한 유산소 운동 프로그램을 시작했고, 다른 일부는 그렇지 않았다. 1년이 지난 뒤, 운동한 사람들의 뇌는 뇌 스캔에서 연구 시작 당시보다 더 젊어 보였다. 반면 운동하지 않은 사람들의 뇌는 이전보다 약간 더 늙어 보였다.
이번 연구의 수석 저자이자 플로리다주 올랜도에 있는 어드벤트헬스 연구소의 중개신경과학 책임자인 커크 에릭슨 박사는 “이번 결과는 뇌가 변화 가능한 기관이며, 운동이 뇌를 변화시키는 훌륭한 방법이라는 사실을 말해주고 있다”고 밝혔다. 그는 이어 이번 결과가 중년기가 뇌 건강에 있어 “중요한 변곡점”일 수 있음을 시사한다고 말했다. 약 35세에서 55세 사이의 운동은 앞으로 수년 동안 “뇌 노화의 궤적을 바꿀 수 있다”고 덧붙였다. 캐나다 온타리오주 맥매스터대학교 뉴로핏 연구소의 제니퍼 하이즈 소장은 “이것은 중요한 연구”라고 평가했다. 그는 운동신경과학을 연구하지만 이번 연구에는 참여하지 않았다.
다만 이번 연구 결과는 어떤 운동이 가장 좋은지, 운동이 실제로 어떻게 뇌 나이를 늦추거나 되돌리는지, 그리고 뇌의 시계를 되돌리기에 너무 늦은 시점이 존재하는지에 대한 의문도 제기한다.
■운동은 뇌를 재구성한다
운동이 뇌 건강에 영향을 미친다는 생각은 이제 거의 논란의 여지가 없다. 수십 년 전 연구자들은 달리기 같은 유산소 운동이 설치류에서 뇌세포 생성을 두 배 또는 세 배 증가시킨다는 사실을 발견했다. 사람에게도 비슷한 효과가 있을 것으로 추정된다. 운동은 또한 뇌 전반에 걸쳐 새로운 혈관과 세포 연결 형성을 촉진하는 신경화학물질의 생산을 증가시켰다.
2011년 발표된 획기적인 운동신경과학 연구에서 에릭슨과 동료들은 1년간의 빠른 걷기 프로그램이 노년층 참가자들의 해마 부피를 증가시킨다는 사실을 발견했다. 해마는 기억 형성에 필수적인 뇌 영역으로, 일반적으로 나이가 들면서 위축된다. 그러나 운동을 시작한 노년 남녀의 해마는 오히려 커졌다.
이전 연구의 상당수는 노년층을 대상으로 진행됐다. 이는 이해할 만한 일이다. 뇌 기능과 사고력이 약해지고 쇠퇴하는 사람들은 대체로 노년층이기 때문이다. 그러나 최근 에릭슨은 중년기에 대해 의문을 갖기 시작했다. 우리의 뇌는 중년기에 이미 노화되고 있는가? 그리고 그 노화는 이후 인지적 회복력이나 인지 기능 저하에 영향을 미치는가? 그 과정을 바꿀 수 있는가? 운동이 도움이 되는가?
좀 더 단순하게 말하면, 중년기의 운동이 사람들의 뇌 생물학적 나이에 영향을 미칠 수 있는가?
■생물학적 나이란 무엇인가
생물학적 나이는 우리 몸의 기능 상태를 의미한다. 즉 같은 생년월일을 가진 다른 사람들의 신체와 비교했을 때 우리 몸이 얼마나 잘 작동하는지를 나타낸다. 생물학적 나이는 건강 상태에 따라 실제 나이보다 높을 수도 있고 낮을 수도 있다. 각 장기의 생물학적 나이도 마찬가지이며, 아마도 개별 세포도 마찬가지일 것이다.
예를 들어 뇌 역시 생물학적 나이를 갖고 있는 것으로 여겨진다. 이를 흔히 ‘뇌 나이’라고 부른다. 뇌 나이는 여러 방법으로 측정할 수 있다. 가장 간단한 방법 중 하나는 뇌 스캔이다. 이는 백질과 회색질의 양, 병변, 혈관 상태 등을 포함한 뇌 구조를 기록한다.
그 다음 머신러닝 알고리즘은 당신의 뇌 구조를 수만 명의 다양한 연령대 사람들의 뇌 스캔 자료와 비교해 뇌의 생물학적 나이를 추정할 수 있다. 연구에 따르면 낮은 뇌 나이, 특히 실제 나이보다 낮은 뇌 나이는 노년기의 더 좋은 인지 건강과 관련이 있으며 치매나 기타 신경퇴행성 질환 위험 감소와도 연관이 있다. 그러나 체력과 운동이 뇌 나이에 어떤 영향을 미치는지, 특히 뇌가 아마도 가장 건강한 상태에 있을 것으로 여겨지는 중년 성인들에게 어떤 영향을 미치는지는 분명하지 않았다.
■운동은 뇌 나이에 어떤 영향을 미치는가
이에 에릭슨과 동료들은 운동을 거의 하지 않거나 전혀 하지 않는 26세에서 58세 사이의 남녀 130명을 모집했다. 연구진은 참가자들의 유산소 체력, 혈압, 체질량지수(BMI) 및 기타 건강 지표를 측정했다. 또한 자기공명영상(MRI)을 통해 뇌를 촬영해 뇌 나이를 산출했다. 그 후 참가자 절반은 감독하에 진행되는 유산소 운동 프로그램을 시작했다. 이들은 일주일에 두 번 대학 연구실에 나와 러닝머신, 자전거 및 기타 장비를 사용해 약 1시간씩 운동했다.
운동은 도전적이었지만 과도하게 힘들지는 않았다. 대부분 빠른 걷기나 조깅으로 구성됐다. 참가자들은 또한 집에서도 일주일에 여러 차례 운동해 주당 최소 150분의 운동량을 채웠다. 대조군은 평소 생활 방식을 그대로 유지했다. 1년 후 모든 참가자는 두 번째 건강검사와 뇌 스캔을 받기 위해 연구실로 돌아왔다.
예상대로 운동 그룹은 이전보다 체력이 향상됐으며 전반적으로 대조군보다 건강했다. 더 놀라운 점은 이들의 뇌가 연구 시작 시점과 다른 모습으로 변해 있었다는 사실이었다. 대조군의 뇌에서는 이런 변화가 나타나지 않았다. 그들의 뇌는 더 젊어 보였다.
■7개월 더 젊어진 뇌
평균적으로 운동한 사람들의 뇌 나이는 약 7개월 젊어진 것으로 나타났다. 에릭슨은 이 감소 폭이 크지는 않다고 말했다. 그러나 운동으로 인한 “뇌 나이의 누적 변화는 시간이 지나면서 결국 수년의 감소 효과로 이어질 수 있다”고 설명했다. 반면 대조군 참가자들의 뇌는 전반적으로 더 늙어 보였다. 이는 1년이라는 시간이 실제로 흘렀다는 점을 고려하면 자연스러운 결과였다.
흥미롭게도 연구진은 체력, 혈압, 체중 또는 기타 건강 지표의 변화와 뇌 나이 변화 사이에 상관관계를 발견하지 못했다. 에릭슨은 “이는 다른 무언가가 신체 활동과 낮은 뇌 나이 사이의 관계를 이끌었음을 시사한다”고 말했다. 예를 들어 운동 후 변화하는 염증 수준, 인슐린 민감도 또는 스트레스 호르몬 수치 등이 그 요인일 수 있다. 그는 연구팀이 향후 논문과 실험에서 이러한 건강 지표에 집중할 계획이라고 밝혔다.
한편 하이즈는 뇌 나이가 과연 뇌 건강을 평가하는 최선의 척도인지에 대한 의문도 있다고 말했다. 그는 “뇌 나이는 어떤 특정 뇌 영역이 변화했는지, 인지 기능이 향상됐는지, 또는 치매 위험이 실제로 감소했는지 알려주지 않는다”고 지적했다. 에릭슨도 이에 동의했다. 그는 자신과 동료들이 향후 연구에서 해마와 같은 개별 뇌 영역을 살펴볼 계획이라고 밝혔다. 또한 뇌 나이 변화가 사고 능력과 기억력에 어떤 영향을 미치는지도 추적할 예정이다. 아울러 어느 정도의 운동이, 그리고 어떤 종류의 운동이 가장 큰 폭의 뇌 나이 감소를 유도하는지, 그리고 이러한 감소 효과가 노년에 운동을 시작한 사람들에게도 비슷하게 나타나는지를 평가할 계획이다.
그러나 현재로서는 이번 연구가 한 가지 사실을 다시 확인해 준다고 에릭슨은 말했다. “약물적 접근을 제외한다면, 규칙적인 운동은 나이에 상관없이 뇌를 젊고 강하게 유지하는 가장 강력한 방법으로 보인다.”
<By Gretchen Reynolds >
