특수재단의 지원을 받아 스탠포드 의과대학의 연구원인 앨런 라이스 박사와 개빈 템페스트 박사는 사이클링 운동 중의 뇌 활동을 연구했습니다.
질문: 당신의 연구는 특히 운동 중 뇌의 산소화 변화를 추적하는 것을 포함하고 있습니다. 어떻게 측정하시나요?
에이: 저희는 근적외선 분광법(NIRS)을 사용합니다. 가볍고 휴대하기 편리한 신경 영상 장치로, 백팩에도 넣을 수 있습니다. 샤워캡처럼 생긴 작은 전구 여러 개가 부착되어 있는데, 이 전구 중 일부는 근적외선 영역의 빛을 생성하고 일부는 빛을 감지합니다. 이 기계는 운동이 신체(머리 포함)를 움직이는 것을 의미하는데, 활동 중에 뇌를 측정할 수 있는 기계가 거의 없다는 점에서 독특합니다.
Q: 최근의 일에 대해 말해주세요. 공부하다 저널에 게재된 내용 스포츠 및 운동의 의학 및 과학.
에이: 일반적으로 운동은 기분을 좋게 하고 각성도를 높입니다. 운동 중 NIRS를 활용하면 뇌에서 어떤 일이 일어나 우리의 행동에 영향을 미치는지 알아낼 수 있을 것으로 기대합니다. 운동하고 움직일 때 말 그대로 머리에 피가 몰립니다. 이는 뇌에 필요한 에너지인 산소가 충분히 공급된다는 것을 의미합니다. 본 연구를 시작하기 전에는 NIRS를 사용하여 운동 중 우리의 행동과 행동을 제어하는 뇌의 특정 부위에서 산소 변화를 추적할 수 있는지 알지 못했습니다. 그래서 최근 연구에서는 저강도, 중강도, 고강도 사이클링을 하면서 기억 및 손 움직임 과제를 수행하는 동안의 뇌 활동을 비교했습니다. 그 결과, 기억 및 손 움직임과 관련된 뇌 부위가 저강도 및 중강도 사이클링 운동 중에 활성화됨을 확인했습니다. 또한, 과제 수행 중에 활성화된 뇌 영역은 휴식 상태(즉, 가만히 앉아 있을 때)에서도 활성화되었습니다. 이러한 결과는 NIRS를 사용하여 저강도 및 중강도 사이클링 중에 뇌의 어떤 부위가 활성화되는지 관찰함으로써 운동이 우리의 사고, 감정, 행동에 어떤 영향을 미치는지 파악할 수 있음을 의미합니다.
질문: 당신의 연구에서 자선 활동은 어떤 역할을 하나요?
에이: 자선 활동은 종종 새로운 탐구 영역을 발견하는 첫걸음을 내딛게 해 주며, 이는 더 큰 아이디어로 발전하고 때로는 미래의 기금으로 이어질 수 있습니다. 스탠퍼드 의과대학에서 진행한 저희 프로젝트는 특수 재단(The Specialized Foundation)의 아낌없는 기부 덕분에 가능했습니다. 특수 재단의 사명은 사이클링을 아동 및 청소년의 학업적 성공을 촉진하는 도구로 활용하는 것이며, 학교 기반 연구와 의학 기반 연구 모두에 자금을 지원합니다. 프로젝트를 시작한 후, 저는 기부자들의 지원을 받는 스탠퍼드 모자보건연구소(Stanford Maternal and Child Health Research Institute)의 펠로우십 자격을 얻어 지원받았습니다. 제 연구를 지지해 주신 기부자분들께 감사드리며, 참여자와 그 가족분들도 참여에 진심으로 감사하고 행복해하실 거라고 생각합니다.
질문: 운동 신경생리학자시죠. 정말 독특하시네요! 이 연구 분야를 선택하신 이유는 무엇인가요?
에이: 어렸을 때 저는 일주일에 6일 수영을 했습니다. 신경과학을 공부하기 위해 대학교로 옮겨가면서 수영을 그만두었습니다. 수영, 즉 신체 활동이 얼마나 중요한지 미처 깨닫지 못하고 달리기를 시작했습니다(가난한 학생이었기에 수영장 이용료를 감당할 수 없었습니다). 특히 운동이 뇌와 우리의 생각과 감정에 어떤 영향을 미치는지에 관심을 갖게 되었습니다. 다양한 강도의 운동 중 감정적 반응(기분 좋음/나쁨 반응)의 신경학적 기전을 연구하기 위해 박사 학위 과정을 시작했습니다. 그러던 중 NIRS에 대해 알게 되었고, 운동 중에 이를 활용하기 시작했습니다. 운동 생리학에서 NIRS를 활용한 경험은 제가 영국, 호주, 프랑스, 러시아, 그리고 지금은 미국까지 전 세계 여러 연구실에서 연구하며 운동이 우리의 사고방식에 어떤 영향을 미치는지 연구할 수 있는 발판이 되었습니다. 이제 제가 가장 좋아하는 활동은 장거리 달리기와 사이클링입니다. 저는 보통 운동할 때 다음 연구 아이디어를 떠올립니다.
질문: 이 연구의 다음 단계와 잠재적인 이점은 무엇입니까?
에이: 저희가 방금 완료한 연구는 운동 중 특정 기술(예: 작업 기억)과 관련된 뇌 활동을 NIRS를 사용하여 측정할 수 있는 토대를 마련했습니다. 이는 운동이 개인 간에 이러한 기술에 미치는 영향을 어떻게 다르게 비교할 수 있음을 의미합니다. 저희의 현재 연구에서는 운동이 주의력결핍/과잉행동장애(ADHD) 증상 개선에 어떻게 도움이 될 수 있는지 알아보는 데 관심이 있습니다. 일반적으로 운동이 작업 기억 및 억제와 같은 기술을 향상시킬 수 있다는 것은 알려져 있지만, 이러한 기술의 향상이 ADHD 아동 및 청소년에게 실제로 나타나는지, 그리고 궁극적으로 주의력 유지력 향상과 산만함 감소로 이어질지는 아직 알 수 없습니다. 규칙적인 운동이 ADHD 진단을 받은 일부 아동의 증상 관리에 도움이 될 수 있다는 것을 보여준다면 더욱 좋을 것입니다.
편집자 주: 스페셜라이즈드 재단(Specialized Foundation)에서 라이스 박사 연구실에 운동 중 뇌 활동 연구를 계속할 수 있도록 $50,000의 기부금을 추가로 전달하게 되어 매우 기쁩니다. 더욱 흥미로운 소식을 기대해 주세요!
