주 저자 파비엔느 폭스는 “이전 연구들이 일반적으로 뇌 전체를 대상으로 했다면 우리의 목표는 뇌를 좀 더 자세히 살펴보고 신체 활동이 뇌의 어떤 부분에 가장 큰 영향을 미치는지 알아내는 것”이라고 설명했다.
연구팀은 독일의 대규모 인구 기반 연구인 라인랜드 연구의 데이터를 활용했다. 이들은 30~94세 사이 2550명의 신체 활동 데이터와 자기공명영상(MRI)을 통해 얻은 뇌 영상을 조사했다. 신체 활동에 대한 데이터 수집을 위해 참여자들은 7일 동안 허벅지에 가속도계를 착용했다. MRI 스캔은 뇌의 부피와 피질의 두께에 대한 세부 사항을 보여주었다.
활동이 많을수록 효과도 커진다
그 결과 신체 활동이 많을 수록 뇌 영역에 미치는 효과가 커졌다. 폭스는 “특히 기억의 조절 중추로 여겨지는 해마에서 이같은 효과를 관찰했다”면서 “뇌의 부피가 클수록 신경변성으로부터 더 잘 보호받을 수 있다”고 말했다.
그러나 뇌 영역의 사이즈는 신체 활동에 따라 선형적으로 증가하지 않는다. 연구팀은 앉아 지내는 참여자들과 적당히 활동적인 참여자들을 비교했을 때 뇌의 부피가 가장 많이 증가한다는 사실을 발견했다. 이는 특히 70세 이상 노인층에서 두드러졌다.
이는 운동을 꺼리는 사람들에게 긍정적 자극이 될 수 있다. 새로운 연구 결과는 하루에 15분씩 걷거나 엘리베이터 대신 계단을 이용하는 것과 같은 작은 행동 변화도 뇌에 의미있는 긍정적 효과를 가져오고, 잠재적으로 노화로 인한 뇌 물질의 손실과 신경 퇴행성 질환의 발달을 잠재적으로 상쇄할 수 있음을 시사하기 때문이다. 연구팀은 “특히 노인들은 저강도 신체 활동을 적당히 늘리기만 해도 이득을 얻을 수 있다”고 말했다.
연구는 활동적일수록 더 큰 효과가 있음을 보여주었다. 하지만 일정 수준을 넘으면 훨씬 더 높은 수준의 신체 활동을 해도 유익한 효과는 수평화 경향을 드러냈다.
가장 많은 혜택을 주는 뇌 영역
신체활동으로 가장 많은 이득을 본 뇌 영역을 찾기 위해 연구팀은 뇌 영역에서 특히 활발한 유전자를 찾기 위해 데이터베이스를 검색했다. 폭스는 “이들은 주로 우리 세포의 발전소인 미토콘드리아의 기능에 필수적 유전자였다”고 말했다. 즉, 해당되는 뇌 영역에 많은 수의 미토콘드리아가 있음을 의미한다.
미토콘드리아는 에너지를 제공하는데, 이를 위해 우리 몸에 많은 산소를 필요로 한다. 따라서 다른 뇌 부위보다 많은 혈류량이 요구된다. 신체 활동은 혈류를 증가시킬 수 있다. 이것은 뇌 영역이 어떻게 운동으로부터 이익을 얻는지를 짐작하게 한다.
운동이 예방한다
생체정보 분석 결과, 신체활동의 영향을 받는 발현 유전자와 알츠하이머, 파킨슨병 등 신경퇴행성 질환의 영향을 받는 유전자 간에 중복이 다수 나타났다. 이는 신체 활동이 왜 신경 보호 효과를 가지고 있는지에 대한 설명이 될 수 있다고 연구팀은 결론짓는다. 따라서 나이 들수록 적당한 신체 활동을 해도 뇌에 큰 도움이 될 수 있다는 점을 기억해야 한다.
연구는 ‘신경학’에 발표됐다. 원제는 ‘Association Between Accelerometer-Derived Physical Activity Measurements and Brain Structure: A Population-Based Cohort Study’.
