수면과 운동이 뇌에 미치는 장기적인 영향, 2주간의 뇌 반응 메커니즘

어젯밤의 수면 부족이 다음 주 당신의 성과를 저하시킬 수 있다. 또는 오늘의 운동 덕분에, 다음 주에 갑자기 당신의 고민을 해결해줄 아이디어가 떠오를지도 모른다. 수면, 운동, 기분의 영향이 긍정적이든 부정적이든 최대 2주 후까지 뇌에서 반향을 일으킬 수 있다고 한다. 즉, 우리의 일상적인 경험과 생활 습관이 며칠에서 몇 주에 걸쳐 뇌를 형성하고 있다는 뜻이다.

 

만약 그렇다면, 이를 잘 활용하여 뇌의 성능을 최대한 끌어낼 방법이 있을지도 모른다.

 

 

| 일상의 사건이 뇌에 어떤 영향을 미치는가?

 

특정 사건에 대해 뇌가 어떻게 반응하는지에 대한 연구는 많이 존재하지만, 핀란드 아알토 대학교와 오울루 대학교 연구자들이 알고 싶었던 것은 일상적인 사건을 경험한 이후에 뇌에 미치는 장기적인 영향이었다. 즉, 사건 직후가 아니라 그 이후에도 뇌에 울리는 ‘에코(반향)’를 분석하려 한 것이다.

 

이번 연구의 중심 인물인 아알토 대학교의 아나 트리아나 연구원은 스스로 피험자가 되어 이 개념 실증 실험에 참여했다. 그녀는 다음과 같이 말했다. "우리의 행동과 정신 상태는 환경과 경험에 의해 끊임없이 형성됩니다. 하지만 뇌의 기능적 연결이 환경, 생리, 행동의 변화에 어떻게 반응하는지는 거의 알려져 있지 않습니다."

 

| 일상적인 사건의 영향은 최대 2주 동안 뇌에 남는다

 

이번 실험에서 트리아나 연구원이 시도한 것은, 정기적인 뇌 스캔을 포함하면서도 기본적으로 웨어러블 장치나 스마트폰을 착용한 채 일상 생활을 유지하며 뇌의 변화를 모니터링하는 접근 방식이었다. 이 방법을 통해 일상 생활 중의 사건들이 장기적으로 뇌에 어떤 영향을 미치는지를 쉽게 조사할 수 있었다.

 

약 5개월 동안 뇌와 행동을 모니터링한 결과, 우리의 뇌는 일상 생활에 대해 즉각적인 반응을 보이지 않는다는 것이 밝혀냈다. 대신 수면, 운동, 기분, 호흡과 같은 일상적 변화에 대해 며칠에 걸쳐 반응을 보였다.

 

| 오늘의 운동이나 수면 부족이 다음 주 뇌의 성과에 영향을 미칠 수 있다

 

수면의 질이 낮은 수면은 기본 모드 네트워크(특히 아무것도 하지 않고 멍하니 있을 때 뇌가 작동하는 방식) 간 또는 기본 모드 네트워크와 감각 운동 네트워크 간의 결합이 저하된 것과 상관관계가 있다.

 

 

이는 현재의 운동이나 수면 부족이 다음 주 혹은 그다음 주까지 당신의 집중력, 인지력, 기억력 같은 뇌의 성과에 영향을 미칠 수 있다는 말이다. 특히 운동은 뇌 영역 간의 상호작용에 큰 영향을 미쳐 기억력과 인지적 유연성에 영향을 줄 가능성이 크다.

 

운동 후에 아이디어가 떠오르는 이유가 바로 여기에 있다. 또한 심박수의 변화가 뇌 연결과 관련이 있다는 사실도 밝혀냈다. 이 관계는 특히 휴식 시에 강하게 나타났다. 따라서 적절한 스트레스 해소 방법 등을 통해 몸을 이완시키면 작업을 하지 않더라도 뇌의 연결을 촉진할 수 있다고 여겨진다.

 

| 정신 건강 의료에도 응용될 가능성

 

이번 실험에서 두 가지 다른 반응 패턴이 발견되었다. 하나는 7일 미만의 짧은 반응이고, 다른 하나는 최대 15일 동안 지속되는 장기 반응이다. 첫 번째 패턴은 수면 부족으로 인한 집중력 저하 등 즉각적으로 나타나는 뇌 반응을 반영하며, 빠르게 회복된다.

 

두 번째 패턴은 주로 집중력이나 기억과 관련된 뇌 영역에서 더 완만하고 지속적인 반응을 나타낸다. 이번 연구의 모니터링 접근 방식은 일상 생활에서 뇌가 어떻게 반응하는지를 해명하는 실마리를 제공할 뿐만 아니라 환자 개개인에 맞춘 치료를 시행하는 데에도 도움이 될 것으로 기대된다.

 

각 개인의 생활 습관이 뇌를 어떻게 형성하는지에 대한 전체 그림을 파악하기 위해서는 일상 생활 속 데이터를 장기간 수집해야 합한다. 하지만 장기 모니터링을 지속적으로 수행하는 것은 어려운 일이기 때문에 정확도가 떨어질 수 있다. 그러나 이번 연구처럼 장기적인 모니터링을 간편하게 할 수 있다면 이러한 문제는 해결될 것이다. 또한 실시간으로 뇌 변화를 추적함으로써 놓치기 쉬운 정신 건강의 징후를 감지하고, 신경 장애를 조기에 발견할 가능성도 열릴 수 있다고 한다. 이 연구는 2024년 10월 8일자 'PLOS Biology'에 게재되었다.

 

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