다음 내용은 미국의 뉴욕타임즈가 "뇌로 피로를 극복할 수 있나?(Can Your Brain Fight Fatigue?)"라는 기사입니다. 피로를 극복하는 데 뇌의 역할을 언급한 기사인만큼 우리 달림이에게도 시사하는 바가 있어 이의 전문을 소개합니다.(운영자)
최근 영국의 연구진들은 스포츠음료로 입을 헹구는 것만으로도 피로를 극복할 수 있다는 것을 발견했다. 생리학 저널(The Journal of Physiology) 09년 2월호에 발표된 이 실험에서 8명의 잘 훈련된 사이클선수들을 실험실의 자전거에서 일정 거리를 전력으로 달리게 하고 기록을 측정했다(time trial). 실험 참가자들은 자전거에 장착된 기기를 통해 심박수와 근력등을 측정했다. 실험내내 참가자들은 여러종류의 음료로 입을 헹궜지만 삼키지는 않았다. 일부 음료는 훈련에 주로 사용되는 연료인 탄수화물을 함유하고 있었고, 다른 음료는 그냥 맛만 있고 무가당인(sugar-free) 물도 있었다.
자전거 주행의 정해진 시간의 끝무렵에 탄수화물 음료로 입을 헹군 후 뱉은 선수들이 물을 마신 그룹보다 상당히 빨리 마쳤다. 그들의 심박수와 출력(power output)도 또한 높았다. 하지만 수치로 표시되는 측정기로 자전거타기의 난이도를 측정했을 때 힘든 정도에 대한 느낌은 물을 마신 그룹에 필적했다.
또 별도로 실시한 실험에서 과학자들은 MRI를 사용하여 뇌의 보상, 동기부여, 감정에 반응하는 부위가 탄수화물 음료로 입을 헹궜을 때 활동이 더 활발해진 것을 발견할 수 있었다. 탄수화물을 함유한 음료를 가진 자전거선수들의 뇌가 자신들이 곧 연료(열량의 형태로)를 섭취한다는 것을 감지함으로써 비록 이를 마시지 않아도 자신들의 근육이 더욱 힘있게 기능한다는 것을 발견했다.
얼마나 멀리 그리고 어떤 강도로 훈련해야 하는지를 결정하는 뇌의 역할, 즉 다시 말해 피로에 있어 뇌의 역할에 대해서는 많은 논쟁의 여지가 있다. 최근까지 대부분의 연구진들은 어떤 강도로 훈련을 해야하는지 결정하는 데 뇌는 거의 역할을 하지 않는다고 말해왔다. 생리학자들은 근육 자체내 생화학적 반응으로 인해 근육의 문제라고 생각했다. 근육에 산소량이 너무 적아지기 시작하고 너무 많은 젖산이나 칼슘등으로 채워지기 시작하는 것이다. 그리고 근육이 굳어지고 압도되는 것이다.
하지만 피로가 오직 근육과 연관이 있다는 생각에도 문제가 있다. "우리는 사람들이 훈련의 마무리시점에서 스피드를 올린다"고 남아공의 스포츠의학 연구소의 연구원으로 운동선수의 피로에 대해 광범위하게 연구한 로스 터커(Ross Tucker)박사는 지적한다. "근육내의 칼슘이나 다른 생화학적 변화가 근육의 피로를 초래하고, 이런 변화가 최고 수준으로 오르는 훈련 말미에는 불가능하다"고도 했다.
실제 그와 다른 많은 생리학자들은 지금 피로(탈진)는 근육에서만 발생하는 것이 아니라 뇌도 관여하고 있다는 것을 믿고 있다. "우리가 생각하는 것은 근육이 자체적으로 기능하지 않는다는 것이다. 뇌의 중앙처리기능(central processing)과 근육의 힘(muscular exertion)은 상호 관련이 있다"고 했다. 미국 윈스콘신대학의 스포츠의학과 칼 포스터(Carl Foster)교수는 "훈련의 시작부터 뇌는 근육을 비롯한 다른 신체기관에 피드백, 특히 체온에 대한 피드백을 요구하고 이를 지속적으로 받고 상황이 어떻게 진행되는지를 체크한다"고 했다. 전모가 완전히 알려지지 않은 메커니즘을 통해 뇌는 근육에 있는 연료의 양과 몸의 중추체온을 추적하고 조절한다. 연료의 양이 줄어들고 체온이 올라감에 따라 뇌는 어떤 위엄존이 다가오고 있다는 것을 결정한다. 다양한 탄수화물음료를 연구하여 저술활동을 펴고 있고 영국 버밍햄대학에서 스포츠의학과 연구자인 에드 챔버스(Ed Chambers) 박사는 "뇌는 훈련하는 근육에 운동신경세포의 발사빈도(firing frequency)를 줄이기 시작하고 이는 (근육) 출력의 손실에 이르게 된다"고 했다. 다시 말해 몸이 너무 무리해질 수 있다는 것을 인지하여 우리 마음은 근육에게 수축하라는 메세지를 더 적게 보내기 시작하는 것이다. 근육의 수축빈도가 줄어들고 더 약해지는 것이다. 운동을 하는 누구나 한 번은 경험했겠지만 여러분의 다리는 힘이 빠져가는 것을 느끼게 되는 것이다.
피로의 정신적 연출(choreography)은 복잡하다. 수축하는 근육으로 뿐 아니라 정신의 여러 분야까지 보내지는 뇌의 다양한 메세지가 연관되어 있다. 최근 육상선수의 뇌파연구의 자료에 따르면 길고 힘든 훈련동안에 뇌 부분이 '위축되는(de-aroused)' 순간들이 자주 나타난다고 포스터 교수는 언급한다. "이는 우울증(depression)과 비슷하고" 동기부여가 된다고 덧붙혔다. 여러분은 사람들이 도대체 왜 그렇게 열심히 달리고, 수영하고 페달을 밟는지 의문을 가지기 시작한다. 그리고 여러분은 속도를 늦추게 된다.
"이 이론의 훈련효과는 잠재적으로 매우 심오하다"고 터커 박사는 말한다. 훈련이라는 것은 더 이상 근육이 젖산에 익숙해지게 하고 허파가 더 힘들게 호흡하게 하는 행위가 아니다. 여러분 자신을 밀어부쳐 여러분의 뇌가 안전하게 새로운 한계를 받아들이도록 하는 것이다. 여러분의 뇌가 한 번 그것을 인지하게 되면 더 이상 손상을 입히지 않게 된다고 포스터 교수는 말한다.
출처 : New York Times(www.nytimes.com)
dd
마지막 문단의 내용이 멋지다.
2010/05/28 13:00:39
안수길
그래서 힘들게 훈련하고 열심히 달리던 주자가 잠수하는 경우가 생기는군요. 이럴때 휴식이 필요하며, 그리고 나서새로운 단계로 도약할 수 있게 되지요. 기록의 단축뿐 아니라 나이에 따른 다른 목표설정도 가능하지요.
2010/05/28 16:36:55
눈팅
가끔 느낀 적이 있는데 실제로 증명이 되는군요..
달리다 지쳐 포기하고 싶을 때 동료와 이런 저런 얘기를 나누며 기분전환(뇌를 속인다고 할까.. )을 했더니 달리기가 훨씬 수월해졌던 경험이 있습니다.
2010/05/28 20:17:14
위너
몸과 마음은 하나이고 따로 떼어 놓고 생각할수 없다는 생각이 드네요! 저도 연약한 육체를 끌고가는 정신과 의지의 힘을 더 신뢰합니다.
제 목
