지난해 영국 카디프대 연구팀은 생활방식과 운동이 치매 위험에 미치는 영향에 대해 가장 구체적인 연구를 실시해 결과를 발표했다. 연구팀은 영국 웨일스 케어필리에 사는 45~59세 사이의 남성 2,235명을 30년간 추적 조사했다.

조사 결과에 따르면 항상 몇 가지 생활습관을 꾸준히 실천한 남성들의 경우, 인지력 감퇴 및 치매 발병 확률이 무려 60%나 줄어드는 것으로 나타났다. 이같은 생활습관에는 건강한 식습관(하루에 최소 3~4회 과일 및 야채 섭취), 적정 체중 유지, BMI(체질량) 지수 18~25로 유지, 하루에 와인 한잔 정도의 적당한 음주량, 금연이 포함돼 있었다.

그러나 가장 큰 영향을 끼친 생활습관은 하루에 최소한 2마일 정도 걷거나 10마일 정도 자전거를 타거나 다른 강도높은 운동을 규칙적으로 하는 것이었다. 또 다른 연구 결과, 이 5가지 생활습관은 모두 뉴런과 신경아교세포(뉴런과 상호작용하고 보호하는 역할을 함)의 건강을 증진시키는 것으로 나타났다.

치매 위험을 60%나 낮출 수 있는 의약품이 있다면 어떨까? 역사상 가장 큰 화제를 불러일으키는 의약품이 될 것이다. 그러나 이 놀라운 결과에 대한 반응은 상당히 무덤덤했다.

떠들석한 반응이 나오지 않는 이유 하나는 많은 이들이 알츠하이머병의 발병 원인이 “유전자”라고 추정하고 있기 때문이다. 그러나 신경과학자이자 치매 분야의 연구자인 토론토대의 티파니 초우가 지적한 대로 환경적 요인과 “유전적 구성요소 간의 상호작용에 따라 실제로 치매가 발병하거나 치매를 예방”할 수 있다. 초우는 대다수 사람의 경우, 환경적 요인이 중요하다고 덧붙였다.

웨일스 연구팀은 중년기의 운동이 치매 발병 확률을 저하시킨다는 다른 10건의 연구 결과를 뒷받침했다.

최근 실시된 또 다른 연구에서는 치매를 앓지 않고 1년 동안 운동을 했던 이들의 경우, 해마가 두드러지게 확대된 것으로 나타났다. 해마는 단기 기억을 장기 기억으로 전환시켜 주는 뇌의 한 부분으로 알츠하이머성 치매와 일반적인 노화가 진행되면 종종 가장 먼저 퇴화된다.

운동으로 어떻게 뇌가 치유될 수 있을까? 운동은 새로운 해마 신경세포의 성장을 유발한다. 또 뇌 성장, 뇌의 새로운 연결성 및 건강 유지에 도움을 주는 ‘신경영양인자’의 분비도 유발한다.

최근 실시된 연구에서도 운동이 진행형 신경 퇴행성 질환인 파킨슨병의 증상을 감소시킬 수 있다는 결과가 나왔다. 파킨슨병 치료는 주로 약물에 초점을 맞추면서 운동은 크게 중시되지 않았었다.

그러나 지난 2011년 신경과학 저널에 발표된 한 연구에서 미국 메이요 클리닉의 에릭 알스코그는 운동과 파킨슨병에 관한 연구 논문들을 분석했다. 걷기, 수영, 심박수와 체내 산소 요구량이 증가하는 유산소 운동이 분석 대상에 포함됐다. 그는 파킨슨병 치료에 있어 운동이 “중심적인 역할”을 할 자격이 있다는 결론을 내렸다.

2014년 아이오와대에서 파킨슨병 환자들을 대상으로 무작위로 실시된 연구에 따르면 주 3회 45분씩 6개월 동안 걷기 운동을 한 환자들의 기분과 ‘운동’(움직임) 증상이 개선된 것으로 나타났다. 피로감도 감소했다. 환자들이 파킨슨병 치료약을 복용하기는 했지만, 약물 치료 뿐 아니라 운동 덕분에 증상이 개선됐을 수 있다.

뇌 신경 회로가 활동을 멈춘 이들이 걷기를 시도할 때 실패하면, 자신이 걸을 수 없다는 점을 ‘학습’하게 돼 걷는 연습을 중단한다. ‘학습된 불용’(learned nonuse)이라고 불리는 이같은 현상이 뇌졸증 환자의 경우에 먼저 나타난다.

인류는 100년이 넘는 세월 동안 뇌졸증을 앓으면 뇌가 충격 상태에 빠진다는 점을 인지해 왔다. 신경세포가 죽고 일부 세포에서 화학 물질이 분비돼 다른 세포들을 손상시키고, 염증 반응이 활성화되고, 죽은 조직 세포 주위의 혈류가 차단된다. 이 모든 증상은 뇌졸증 발병 부위 뿐 아니라 뇌 전체의 기능을 저하시킨다.

예전에는 의료진이 6주 정도 기다려 환자가 어떠한 인지 기능을 여전히 유지하고 있는지를 지켜보면서 이처럼 심각한 문제를 치료했었다. 뇌가 스스로 ‘재설계’하거나 새로운 연결성을 발달시킬 수 없다는 의료적 통념에 따라 의료진은 단지 충격이 사라지고 난 후에 어떤 인지 능력이 남아있는지 파악하기만을 원했었다. 환자가 받았던 재활 치료는 단지 손상되지 않는 신경 회로를 되살리려는 시도를 하는데 그쳤다.

그러나 뇌 가소성은 보다 나은 대안을 제시한다. ‘학습된 불용’ 현상을 발견한 앨라배마대 신경과학자 에드워드 토브 박사에 따르면 뇌졸증으로 수족을 못 쓰고 기존 재활 치료를 받아도 증상이 호전되지 않았던 환자들 사이에서 놀라운 결과가 나타났다. 일례로 그는 환자의 온전한 팔을 삼각 붕대로 고정시켜 움직이지 못하도록 하고 마비된 팔을 사용하도록 기초 훈련 및 심화 훈련을 실시했다.

토브 박사의 치료법에 따라 회복된 환자들의 뇌 스캔 영상을 연구한 결과, 뇌졸증 부위 주변의 신경세포들이 손상됐거나 죽은 세포의 역할을 대신하기 시작하는 것으로 나타났다. 최근에는 이 접근방식이 언어 장애를 겪고 있는 뇌졸증 환자, 운동 장애를 앓는 다발성 경화증 환자, 뇌성마비 환자, 심지어 방사선 치료 때문에 운동 장애를 겪는 암 환자를 대상으로 적용되고 있다.

“사용하지 않으면 퇴화된다”는 뇌 가소성의 기본 원리와 심화 학습을 통해 뇌의 연결고리를 재설정하는데 따르는 이점이 뇌질환을 겪지 않는 이들에게도 적용된다.

‘브레인 HQ’라는 두뇌 훈련 운동을 실시한 이들은 10년 후에 그 효과를 봤다. 뇌 훈련 부분에서 개선을 보였을 뿐 아니라 일상 생활에서도 인지 기능이 향상된 것으로 나타났다.

우리는 여전히 뇌와 뇌의 회복 능력에 대해 배워야 할 것이 무궁무진하다. 그러나 너무 오랜 기간 동안 인간의 뇌에 대해 잘못된 시각을 견지해 왔음을 보여주는 증거가 늘어나고 있다. 끊임없이 변화하고 활동을 갈구하는 생기발랄한 뇌를 수백년 동안이나 고정되고 수동적이며 생기없는 기계로 본 데 대해 놀라워할 날이 올 것이다.

필자 노먼 도이지는 토론토대 정신의학과 교수이다. 본 에세이는 그의 신간 ’Brain’s Way of Healing’(가제, 뇌의 치유법)에서 발췌한 것이다.