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유산소 효과 뜻밖의 결과
유산소 운동이 가져오는 반응속도 향상에는 골격근의 생리적 변화뿐만 아니라 뇌의 도파민 방출이 관여하는 것으로 밝혀졌다. 일반적으로 운동은 신체 건강을 증진시키는 목적이 크다. 하지만 최근 연구에 따르면 이러한 신체적 활동이 뇌의 도파민 분비를 자극해 인지능력 향상을 향상시키는 것으로 나타났다. 지금까지 수많은 연구를 통해 1회 유산소 운동이 인지능력을 향상시킨다는 것은 널리 알려져 있으며, 그 평가의 대부분은 인지과제에 대한 반응속도(반응시간) 향상으로 밝혀졌다. 이러한 종래의 연구에서는, 1회 운동에 의한 반응 속도의 향상은, 운동에 의한 각성 레벨의 상승 등에 기인한다고 생각되어 왔다. 그러나 운동으로 반응 속도가 단축되는 메커니즘은 명확하지 않았다. 이에 일본 전기통신대 등 연구팀은 뇌의 신경전달물질인 도파민에 주목해 양전자방출단층촬영(positron emission tomography)을 이용해 운동에 의한 뇌 내 도파민 방출을 검증하고자 했다. 또한 운동 중 인지과제(go/no-gotask)를 실시하여 나타난 반응속도를 인지능력 지표로 평가하였다. 이후 뇌의 도파민 방출과 인지 과제에 대한 반응 속도와의 관계를 검증했다. 먼저 양전자 단층촬영을 이용한 실험을 통해 일시적인 유산소 운동으로 뇌에서 도파민이 방출되는 것을 포착하고, 운동으로 인한 도파민 방출과 인지과제에 대한 반응속도 사이에 유의한 상관관계가 있음을 밝혀냈다. 또한 운동에 의한 인지수행력 향상을 유발하는 요인을 규명하기 위해 전기자극을 활용한 하지골격근 수축에 의한 비자발적 운동유발 모델을 이용하여 골격근의 운동(근수축)에 의한 생리적 변화가 운동에 의한 인지수행력 향상에 미치는 영향을 검증하였다. 그 결과 전기자극에 의한 골격근의 근수축(운동)만으로는 인지과제에 대한 반응속도에 변화가 나타나지 않았다. 이에 하지근육에 대한 전기자극(비자발적 운동)에 암에르고미터(자발적 운동)를 병행한 운동을 실시한 결과 인지과제에 대한 반응속도가 향상되는 것을 확인했다. 두 가지 실험을 통해 운동에 의한 인지과제 수행능력 향상에는 골격근 수축에 의한 생리적 변화만으로는 충분하지 않으며, 자발적 운동에 의한 뇌내 신경활동이 필요하다는 것을 알 수 있다. 이상의 결과를 통해 일회성 유산소 운동에 의한 인지과제에 대한 반응속도, 즉 인지수행능력 향상에는 뇌내 도파민이 관여하고, 운동에 의한 인지수행력 향상에는 자발적 운동에 의한 뇌내 신경활동이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 관련 동영상 : 다이어트 필수코스 '공복 유산소'... 이 사람들 조심하세요 뇌의 신경전달물질인 도파민은 인지기능과 운동조절뿐만 아니라 파킨슨병, 정신분열증, 우울증, 주의력결핍 및 과잉행동장애를 포함한 여러 질환에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 이번 연구결과는 일회성 운동에 의한 효과에 대한 것이지만 연구팀은 "습관적인 운동이 뇌에 미치는 유익한 효과를 검증하는 데 중요한 발견이라 할 수 있다"고 밝혔다. 한편 해당 연구는 일본 전기통신대, 도호쿠대, 메이지야스다 후생사업단 공동연구팀의 연구로 영국 생리학회가 발행하는 'Journal of Physiology'에 논문이 게재됐다.
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