웨이트 트레이닝은
어떻게 뇌를 변화시키나

웨이트트레이닝은 뇌 건강에 도움이 될지도 모른다. 적어도 쥐의 경우는 그렇다. 쥐들이 웨이트를 들어 올리면 힘이 생기고 뇌의 세포환경에도 변화가 생긴다. 그러면서 인지능력이 개선된다고 근력운동이 설치류의 뇌에 미치는 영향에 관한 새로운 연구가 밝혔다. 이 연구는 사다리들과 테이프로 붙인 무게주머니를 이용해 실시한 웨이트트레이닝이 노화와 관련한 기억력 상실을 줄이거나 반전시킬 수 있음을 발견했다. 이 발견은 인간들의 뇌건강과 관련, 중요한 의미를 지니고 있을 수 있다.

우리들 대부분은 중년기에 이르면 유감스럽게도 뇌가 나이에 따라 변화하고 사고능력이 줄어드는 것을 발견한다. 익숙한 이름들과 단어들, 그리고 집 열쇠를 어디에 뒀는지 등이 떠오르지 않기 시작한다.

그러나 과거의 많은 유용한 연구들은 걷기나 조깅 같은 규칙적인 에어로빅 운동이 기억력과 인지능력을 증진시킨다는 것을 보여주고 있다. 인간과 동물들을 대상으로 한 이런 연구들에서 에어로빅 운동은 통상적으로 뇌의 기억세포 중심에서 생성되는 새로운 뉴론들을 증가시키고 염증은 줄여주는 것으로 나타났다. 방치할 경우 뇌의 염증은 치매와 신경퇴행성 상태를 악화시킬 수 있다.

그러나 저항운동(resistance training)이 뇌에 영향을 미치는지. 미친다면 얼마나 미치는지에 관해서는 훨씬 적게 알려져 있다. 노인들을 대상으로 한 몇 건의 연구는 웨이트트레이닝과 인지능력 향상 간에 관계가 있다고 밝혔지만 연구규모가 너무 작은데다 관련성도 미약하다. 연구자들은 웨이트를 들어 올리면 근육이 생긴다는 것을 알고 있지만 분자 차원에서 이것이 뇌의 세포와 기능에 어떤 영향을 미치는지는 아직 분명치 않다.

그래서 지난 달 응용생리학 저널에 발표된 새로운 연구를 위해 컬럼비아 미주리대학 박사과정의 테일러 켈티 연구원은 쥐들과 사다리를 떠올렸다. 그와 동료 연구자들은 저항운동과 관련한 뇌의 변화를 면밀히 연구하기 위해서는 동물들이 웨이트를 하도록 유도해야 한다는 것을 알고 있었다, 하지만 어떻게 할 것인가가 문제였다.

켈티의 해결책은 이전 연구 방식을 약간 변형한 것이었다. 1미터짜리 사다리와 쥐들의 등 끝에 테이프로 부착한 작은 쇠구슬 주머니가 그것이었다. 동물들이 사다리 끝까지 올랐을 때 시리얼인 ‘프룻 루프’가 주어졌다. 이를 반복하자 동물들은 보상이 주어지지 않았는데도 자발적으로 사다리를 올랐다. 수주 후 사다리를 계속 오른 쥐들의 근육이 늘었다. 효과적인 웨이트트레이닝이었음을 보여주는 것이다.

다음으로 훈련의 효과를 테스트하기 위해 켈티와 동료들은 동물들에 뇌세포 염증을 일으키는 주사를 놓았다. 동물들에게 가벼운 인지장애 혹은 초기치매 같은 증상을 일으키는 물질이다. 쥐들의 절반은 주 단위의 웨이트트레이닝을 받았다. 사다리 오르기 쉬워지면 사람들이 짐에서 웨이트를 늘려가듯 주머니의 무게를 늘렸다.

5주 후 주사를 맞은 후 훈련을 받은 쥐들과 주사만 맞은 쥐들, 그리고 주사를 맞지 않은 통제그룹 쥐들을 어두운 공간으로 이어지는 환한 미로에 풀어놓았다. 설치류들은 어두운 곳을 찾는 경향이 있으며 미로에 반복적으로 놓이다보면 어두운 방을 찾아낼 수 있을 것으로 예상됐다. 그러나 이들의 성공률은 달랐다, 처음 몇 번의 테스트에서는 통제그룹 쥐들이 가장 빠르고 정확했다. 경미한 인지장애가 있는 쥐들은 헤맸다. 하지만 약간의 연습을 거치자 인지장애에도 불구하고 웨이트트레이닝을 받았던 쥐들이 따라잡기 시작했으며 일부의 경우 통제그룹의 정확성을 넘어섰다. 웨이트트레이닝이 인지능력을 “효과적으로 회복시켰다”고 켈티 연구원은 말한다.

반면 훈련을 받지 않은 가벼운 인지장애 쥐들은 방을 찾고 기억하는 능력에 있어 다른 쥐들에 계속 뒤처졌다. 켈티와 동료들은 사다리 오르기가 어떻게 쥐들의 뇌를 변화시켰는지 알아내기 위해 모든 그룹 쥐들의 뇌세포를 현미경으로 관찰했다. 예상한대로 주사를 맞은 쥐들에게서 염증의 징후를 찾아냈다. 하지만 연구진은 트레이닝을 받은 쥐들의 뇌 기억세포 중심에서 새로운 뉴런의 생성과 존속을 촉진하는 것으로 알려진 효소들과 유전표지 등이 풍부하다는 걸 발견했다. 이것들은 뇌의 리모델링 능력을 뜻하는 가소성(plasticity)을 중진 시킨다. 실제로 웨이트트레이닝을 받은 쥐들은 염증이 없었거나 손상되지 않은 뇌들을 닮아가도록 스스로를 다시 만들어가고 있었다.

물론 이 연구는 쥐들을 대상으로 한 것이다. 쥐는 사람이 아니다. 우리는 우리 등에 웨이트를 짊어지고 사다리를 오르며 트레이닝을 하지 않는다. 따라서 이번 실험으로 우리 뇌가 같은 방식으로 작용할지를 알기는 불가능하다. 또 에어로빅 운동이 우리 뇌에 어떤 분자변화를 가져다줄지, 혹은 건강한 사람들도 인지기능이 손상된 사람과 같은 효과를 볼 수 있을지 말해 주지도 않는다.

그러나 연구결과는 시사적이라고 켈티는 말한다. “사람들에게 저항운동을 고려해 보는 게 좋다고 말할 수 있다. 여러 이유들로 당신에게 좋을 뿐 아니라 신경보호효과도 있는 것으로 보인다. 건강한 뇌를 원하지 않는 사람은 없다.”

글 : The New York Times 본보 특약
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