2009년 12월 발행된 ‘사이언티픽 아메리카 마인드'(Scientific America Mind)에는 두뇌 활동의 활성화를 돕는 방법에 대한 특집을 출간하였다. 다음에서 그 내용을 요약하여 본다.
배경
사람의 두뇌는 놀랄 정도로 적응력을 가지고 있다. 새롭게 회로를 바꾸기도 하고 새로운 세포를 만들어 성장하기도 한다. 우리의 행동 그리고 환경에 따라 회로를 새롭게 짜기도 하고 또한 새로운 기능을 만들어 내기도 한다. 어떤 경우에는 우리가 어떤 생각을 하는 가에 따라서 뇌 부위의 기능을 바꾸기도 한다.
정상적으로 새로운 신경세포(neuron)를 생산(neurogenesis)하며 가장 신경 발생이 활발하게 일어나는 부분이 학습과 기억력을 담당하는 히포캠퍼스(hippocmapus) 부위이며 다음이 냄새를 맡는 부위다. 새로운 냄새를 맡으면 뇌에서는 새로운 냄새를 감별하는 새로운 뇌세포를 만들어 낸다.
모든 신경섬유소는 장기간 생존하는 것이 아니라 시간이 지나면서 죽어 없어진다. 최근에 신경과학자들이 신경 발생의 속도 그리고 신경세포의 생존 기간에 영향을 미치는 요인들을 찾아냈는데 바로 두뇌를 활성화하는 방법이다.
1. 운동
바퀴를 계속 도는 운동을 한 다람쥐는 히포캠퍼스 내의 신경세포의 수도 증가하고 학습과 기억력의 시험점수가 더 좋아졌다고 한다. 사람도 마찬가지로 운동하면 기획, 조직, 여러 업무를 동시에 할 수 있는 뇌의 집행능력이 훨씬 증진된다. 또한 운동하면 기분을 좋게 해주며 나이가 들어도 치매에 덜 걸리며, 이미 고령자가 된 사람 중에서도 운동을 하는 사람들은 그렇지 않은 사람들에 비해 뇌의 집행능력이 훨씬 좋아진다.
이러한 현상이 나타나는 여러 가지 이유가 있겠으나 운동을 하면 뇌로 가는 혈액순환이 잘 되어 충분한 산소와 많은 여러 영양소를 뇌세포로 공급해 준다는 것 말고도 뇌세포의 기능을 활성화하는 신경영양인자(neurotropic factor)의 생산이 증가한다.
2. 식생활
뇌도 다른 몸의 부위나 마찬가지로 영양이 필요하다. 그중에서도 포화지방은 몸에만 나쁜 것이 아니라 뇌세포에도 나쁘다. 포화지방을 많이 섭취한 쥐는 학습과 기억력 검사에서 낮은 점수를 받는다. 사람에서도 포화지방을 많이 섭취하면 치매가 될 위험이 높다.
모든 지방이 다 나쁜 것은 아니다. 뇌 조직과 세포의 대부분은 지방이다. 따라서 뇌세포의 유지나 생산을 위해서 지방의 섭취가 필요하다. 연구에 의하면 생선, 견과류 그리고 식물의 종자에 포함된 오메가3계의 지방산은 뇌 기능의 증진에 도움이 된다. 오메가 3계의 지방산의 공급이 낮으면 알츠하이머 치매, 우울증, 정신분열증과 기타 여러 뇌 질환의 위험이 커진다.
과일과 채소 역시 뇌에 대단히 좋은 식품이다. 이들 식품 속에는 항산화 물질들이 다수 포함되어있어 뇌세포의 손상을 막아준다. 연구에 의하면 나이가 든 쥐에 다량의 항산화제를 공급하면 학습과 기억력이 좋아지고 뇌세포의 손상을 막아준다고 한다.
3. 자극제
신경계의 회전, 심장박동 증가, 혈압의 증가, 에너지, 호흡 등을 자극하는 자극제가 있다. 아마 카페인이 가장 잘 알려지고 가장 많이 사용되는 자극제의 하나일 것이다. 카페인은 중추신경계를 활성화해 각성과 주의력을 증진해준다. 그러나 너무 과량을 사용하면 과민해지고 불안해지고 불면에 빠질 수 있다.
코카인과 암페타민 등은 카페인과는 다른 방법으로 뇌의 활동을 자극하지만 해롭다. 이러한 자극제는 기분을 좋게 하는 도파민이나 세로토닌의 분비를 증가시키고 주의력의 향상과 에너지를 증진하며 환각상태에 빠진다. 그뿐만 아니라 이 두 자극제는 심한 중독(addictive)을 일으키며 다량을 사용하면 정신병이나 아주 심한 금단증상으로 고통을 받는다. 물론 과량을 사용하면 사망할 수 있다.
4. 비디오 게임
일주일에 비디오 게임 몇 시간씩 하는 외과 의사는 다른 의사에 비해 실수율이 30% 낮다는 연구결과가 발표된 바 있다. 비디오게임은 두뇌의 민첩성을 증진시키며 손과 눈의 협력관계와 인식능력 그리고 도형의 인식능력(pattern recognition)을 향상시켜준다. 또한 게임을 즐기는 사람들은 집중력의 범위가 넓어지고 정보처리 능력이 좋아지고 시각이 증진된다.
비디오 게임을 하는 사람들은 별난 사람들이라는 생각을 버려야 한다. 지식전문가 중 비디오게임을 하는 사람들은 다른 사람들보다 자신감이 더하고 또한 더 사교적이라는 연구결과도 발표된 바 있다.
물론 비디오게임을 많이 하면 실생활에서 폭력적이 된다는 설을 반대하는 것은 아니다. 폭력적인 비디오 게임을 즐기는 사람들은 실생활과 게임의 차이를 느끼지 못할 때가 있지만 비디오 게임을 하는 사람들이 더 폭력적이 된다는 증거는 아직은 없다.
5. 음악
최근의 인기 음악을 들으면 청력 피질에서 음악의 크기, 높이, 떨림, 멜로디 그리고 리듬을 분석해 낸다. 보통 소리와 음악은 뇌에서의 반응이 다르게 나타난다. 음악은 뇌의 보상 담당 부위를 활성화하며 아미그달라(amygdala)의 활동을 감소시켜 두려움과 기타 부정적인 감정을 줄여준다.
한 많이 알려진 연구에 의하면 모차르트를 들으면 인지능력을 향상시키며 부모들이 자녀들에게 유명음악 CD를 사주는 율이 높아진다고 한다. 이를 모차르트 효과라고 한다. 음악은 걱정과 불면증을 해소해주며 혈압을 낮추어주고 치매환자를 도와주고 조산아의 체중증가에 도움을 주어 퇴원을 빠르게 해준다.
음악 훈련은 뇌의 기능을 강화해 주는데 운동 피질, 양측 뇌의 관계를 유지해 주는 뇌량(腦梁, corpus callosum) 등이 음악가에서 더 크다. 현악을 하는 사람들의 감각 피질 중 손가락의 움직임담당 부위가 발달해 있다.
그러나 아직은 음악 연습을 많이 하는 사람들이 더 똑똑하다는 증거는 없지만 음악 연습을 많이 하면 젊은이에서 공간인지 능력이 증진된다는 연구결과가 발표된 바 있다.
6. 명상
만일 연구결과들을 믿는다면 하루에 한 번씩 명상하는 사람들은 의사가 필요 없다고 한다. 명상은 마음을 내면화하고 이완해주며 근심, 불면증. 당뇨병, 고혈압, 각종 동통, 우울증 그리고 피부질환에 이르기까지 도움이 된다고 한다.
명상하는 사람들은 더 편안하고 더 창의적이 된다. 연구자들은 명상할 때의 뇌의 변화를 연구하고 있다. 명상하는 동안에는 뇌세포들의 작용을 조화롭게 해 준다. 명상하는 동안에는 긍정적인 감정을 표현하는 뇌의 좌 전두엽 피질의 뇌 부위가 활발해진다. 또한 깊이 명상하는 사람들은 면역체계의 활성화가 이루어진다고 한다.
명상하면 뇌의 피질 부분이 두꺼워지며 특히 집중과 감각을 담당하는 부위가 가장 크게 두꺼워진다. 이러한 현상은 새로운 뇌세포의 생성에 의한 것이 아니라 기존 뇌세포 간의 더 많은 연결에 의한 것으로 알려졌으며 또한 혈관의 분포도 더 많아진다고 한다.
