운동을 하면 근육뿐 아니라 뇌 신경세포(뉴런)까지 단련된다는 연구 결과가 나왔다.
13일 국제학술지 뉴런(Neuron)에 게재된 연구에 따르면, 미국 펜실베이니아대 연구팀은 쥐를 대상으로 반복적인 운동이 뇌의 특정 뉴런을 더 쉽게 활성화하도록 신경망을 재구성한다는 사실을 발견했다. 운동 능력 향상 과정에 뇌가 적극적으로 관여한다는 점을 확인한 것이다.
연구팀은 운동으로 신체가 단련될 때 뇌에서 어떤 변화가 일어나는지 확인하기 위해 식욕과 에너지 소비를 조절하는 특정 뉴런(스테로이드 생성 인자 1·SF1)에 주목했다. 실험용 쥐를 러닝머신에서 달리게 한 뒤 이 뉴런의 변화를 관찰한 결과, 운동이 끝난 직후 해당 뉴런이 활성화되는 것을 확인했다.
또 3주간 꾸준히 운동시킨 쥐와 그렇지 않은 쥐의 뇌 조직을 비교하니, 운동시킨 쥐의 뉴런은 더 쉽게 활성화되도록 재구성돼 있었다. 신경세포 사이 신호 전달을 담당하는 연결(시냅스)도 두 배로 늘어났다.
연구팀은 더 나아가 광유전학 기술(뉴런을 빛으로 활성화하거나 억제하는 기술)을 활용해 해당 뉴런을 직접 조작하는 실험도 진행했다. 뉴런을 차단하자 쥐들은 러닝머신을 계속 달려도 달리기 능력이 향상되지 않았다. 차단되지 않은 쥐보다 더 빨리 지치는 모습도 관찰됐다. 반대로 뉴런 활동을 증폭시킨 쥐는 같은 훈련을 받은 다른 쥐보다 더 멀리, 더 빠르게 달렸다.
다만 광유전학은 뇌에 직접 자극을 가하는 침습적 기술로 아직 인간에게 적용하기는 어렵다. 연구팀은 “운동이 근육뿐 아니라 뇌 회로까지 변화시킨다는 점을 확인한 것이 이번 연구의 가장 큰 의미”라며 “앞으로는 이 뉴런을 조절해 근육량 회복이나 유지, 나아가 운동선수 경기력 향상에 활용할 가능성도 탐색할 수 있을 것”이라고 밝혔다.