【뉴스퀘스트=김형근 과학전문 기자】 영국 포츠머스 대학의 새로운 연구에 따르면 운동은 인지 능력 향상과 관련이 있으며, 도파민이 이 관계에서 중심 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다.

‘행복 호르몬’으로 알려진 도파민은 일반적으로 즐거움과 동기 부여와 관련된 신경 전달 물질이자 호르몬으로 운동을 하면 증가하는 것으로 알려져 있다.

포츠머스 대학 과학자들은 최근 연구에서 이러한 도파민의 증가는 뇌 기능을 향상시켜 인지 기능을 개선한다고 주장했다. 결국 운동이 도파민 분비를 촉진하기 때문에 뇌 기능을 개선한다는 의미다.

운동 중 도파민 증가 확인…인지 반응 시간도 빨라

연구팀은 도파민이 운동 중에 증가할 뿐만 아니라 더 빠른 반응에도 중요하다는 것을 발견했다.

그들은 도파민이 파킨슨병, 정신분열증, 주의력결핍 과잉행동장애(ADHD), 중독 및 우울증과 같은 상태에 큰 영향을 미치기 때문에 이 발견은 운동이 인지 건강 문제를 치료할 수 있는 새로운 가능성을 열어준다고 지적했다.

이 대학의 스포츠건강과학부의 조 코스텔로(Joe Costello) 박사가 이끄는 연구팀은 뇌의 도파민 방출을 측정하기 위해 첨단 뇌 영상 기술, 특히 양전자 방출 단층촬영(PET) 스캐너를 활용했다.

측정 결과, 놀랍게도 누운 자세로 자전거를 타는 동안 참가자들의 도파민 방출이 크게 증가한 것으로 나타났다. 이는 (인지)반응 시간 개선과 관련이 있다.

코스텔로 박사는 인간을 대상으로 한 이 연구의 참신함을 강조하면서 "우리는 심혈관 운동이 인지 능력을 향상시킨다는 것을 알고 있었다. 그러나 사람을 대상으로 한 이 과정의 이면에 있는 정확한 메커니즘은 자세하게 조사된 적은 없다”고 말했다.

코스텔로 박사는 “새로운 뇌 영상 기술을 사용하여 우리는 운동 중 뇌 기능을 향상시키는 데 도파민이 하는 역할이 무엇인지를 조사할 수 있었고, 그 결과는 매우 유망했다. 도파민 호르몬이 인지 반응을 더 빠르게 하는 신경 조절제임을 시사한다”고 설명했다.

그는 이어 "이러한 발견은 운동 처방이 전 생애에 걸쳐 다양한 건강 상태에 대한 실행 가능한 치료법이라는 증가하는 증거를 뒷받침한다”고 설명하면서 운동의 중요성을 강조했다.

이 연구는 52명의 남성 참가자를 대상으로 한 세 가지 실험으로 구성되었다. 첫 번째 실험은 휴식 시간과 사이클링 중에 뇌의 도파민 움직임을 추적했다.

강제적인 근육 운동에서는 도파민 분비되지 않아

두 번째 실험에서는 전기 자극을 통한 강제 근육 운동을 통한 인지 능력 향상을 테스트했다. 세 번째는 자발적 운동과 비자발적 운동을 결합한 방법을 수행하도록 했다.

연구 결과 자발적인 운동을 포함한 실험에서만 인지 능력이 향상되는 것으로 나타났다.

연구에 참여한 일본 전기통신대학 산하 건강스포츠과학연구소의 소이치 안도(Soichi Ando) 교수는 “우리의 결과는 효과를 보기 위해서는 운동이 근육 자체가 아닌 뇌의 중추 신호에서 이루어져야 함을 나타낸다”고 강조했다.

안도 교수는 "이것은 우리가 몸을 움직이라고 지시할 때 이것이 뇌에서 도파민 방출을 돕는 과정임을 시사한다. 다시 말해서 강제적인 근육 운동에서는 도파민이 분비되지 않는다는 것을 확인했다”고 설명했다.

이에 앞서 이 연구팀은 산소 수준, 인지 성능, 그리고 운동 사이의 연관성을 탐구했다. 그들은 낮은 산소 수준(저산소증)에서 반응 시간에 큰 변화가 없음을 발견했다.

따라서 도파민과 같은 뇌 조절 호르몬은 산소 수준에 관계없이 운동으로 인한 뇌 기능 개선의 핵심 동인이라는 이론을 강화했다.