신경가소성을 증진하고 뇌를 젊게 유지하는 6가지 방법
정신적, 육체적으로 활동적인 라이프스타일을 유지하는 것은 뇌 건강을 유지하고 인지 능력을 최적화하는 초석입니다. 이는 뇌의 놀라운 능력인 신경가소성, 즉 뇌 가소성을 통해서 이루어집니다.
신경가소성이란 무엇인가요?
신경가소성은 우리가 살아가면서 경험하는 일들에 따라 뇌가 스스로 적응하고 재구성하는 고유한 능력입니다. 반복적인 훈련을 통해 학습하고 새로운 기술을 익힐 수 있는 것도 바로 이 능력 덕분입니다.
신경가소성은 두 가지 수준에서 작동합니다.
- 기능적 가소성: 분자 수준의 변화를 일으켜 기존 뉴런과 시냅스의 기능 방식을 변화시킵니다.
- 구조적 가소성: 뉴런 연결, 신경교세포, 세포 형태의 변화를 통해 뇌의 구조를 변화시킵니다.
신경가소성은 나이가 들면서 감소하는 경향이 있어 이를 통해 어린이가 성인에 비해 학습 속도가 빠른 이유를 설명하지만, 우리의 뇌는 평생 동안 상당한 적응 잠재력을 유지합니다. 이 능력을 자극하는 활동에 참여하면 뇌의 기능적, 구조적 변화를 촉진하여 궁극적으로 인지 능력을 향상시킬 수 있습니다.
이 잠재력을 활용하여 뇌 기능을 향상시킬 수 있는 방법을 살펴보겠습니다.
신경가소성을 증진하는 활동
신경가소성을 활성화하는 학습
학습은 새로운 지식이나 기술을 저장하는 신경 회로를 변화시키므로 신경가소성이 본질적으로 활성화됩니다. 지속적으로 훈련을 하면 이러한 변화는 기능적 조정에서 구조적 변화로 이어질 수 있습니다. 예를 들어 보겠습니다.
음악 훈련
악기를 연주하면 감각과 운동 훈련을 통해 인지 과정이 자극을 받게 됩니다. 전문 음악가들은 운동 및 청각 뇌 영역에서 회백질이 증가합니다.1 연구에 따르면 간단한 피아노 시퀀스 학습과 같은 단기 훈련도 뇌의 기능적, 구조적 변화를 유도할 수 있다고 합니다.2-4 음악 훈련으로 촉진되는 신경가소성은 기억력 및 언어 처리와 같은 인지 능력 향상에 기여할 수 있습니다.5,6
운동 기술
저글링과 같은 활동은 시각적 움직임 처리 및 기억과 관련된 뇌의 적응을 촉진합니다.7 고령자의 경우 젊은 사람보다 구조적 변화는 적게 일어나지만, 학습과 기억에 중요한 해마와 같은 영역에서는 개선 효과가 나타납니다.8
인지력 향상에 도움이 되는 게임
비디오 게임은 운동 능력과 인지 능력을 모두 자극합니다. 연구에 따르면 단 두 달 동안 게임을 하면 공간 탐색, 작업 기억, 계획과 관련된 영역의 회백질이 증가한다고 합니다.9 마찬가지로 다른 연구에 따르면 10~20시간의 비디오 게임 플레이만으로 주의력, 지각력, 실행 통제 능력이 향상될 수 있다고 합니다.10-12
이중 언어 능력과 뇌 구조
새로운 언어를 배우면 인생 후반기에도 회백질 밀도, 피질 두께, 백질 무결성이 향상됩니다.13 수화와 같은 움직임 요소를 추가하면 시각 및 공간 처리 영역이 함께 활성화되어 이러한 효과가 더욱 증폭됩니다.14
학습과 신경가소성에서 수면이 하는 역할
수면은 학습과 기억을 통합하는 데 필수적입니다.15 수면 중에는 장기 강화(LTP) 및 시냅스 형성과 같은 과정이 뇌 가소성을 최적화합니다.16,17 연구에 따르면 학습 후 수면을 취할 때, 특히 새로운 정보를 습득한 직후에 수면을 취할 때 기억 회상 능력이 크게 향상되는 것으로 나타났습니다.18-20 그러나 수면 부족은 이러한 과정을 방해하고 회백질 및 해마 부피 감소와 관련이 있습니다.21-26
뇌 적응을 촉진하는 운동
규칙적인 신체 활동은 여러 수준에서 뇌에 도움이 됩니다.
- 기능적 변화: 운동은 신경전달물질 수준, 시냅스 통신 및 피질 활동을 향상시킵니다.27-30
- 구조적 변화: 회백질과 백질의 부피를 증가시키는데, 이는 특히 해마와 같은 부위에서 두드러지며, 이러한 증가는 나이가 들면서 자연스럽게 나타나는 뇌 위축을 완화하고 기억력을 강화합니다.31-35
40분간 걷기만 해도 신경가소성이 촉발되어 시간이 지남에 따라 해마 구조와 기억력이 개선되는 누적 효과가 나타날 수 있습니다.36
명상을 통한 스트레스 완화
지속적인 스트레스는 신경가소성을 약화시키는 반면, 마음챙김 명상과 같은 수행은 스트레스 호르몬 수치를 낮추어 이러한 영향을 상쇄합니다.37-40 연구에 따르면 명상은 주의력, 감정 조절 및 인지를 지원하는 영역의 뇌 구조적 변화와 연결되어 뇌가 스트레스로부터 회복하고 가소성을 촉진하는 데 도움이 됩니다.41,42
영양을 통한 뇌 건강 지원
영양은 세포 대사와 미토콘드리아 건강 등 신경가소성 작동에 꼭 필요한 다양한 세포 과정과 구조에 영향을 줄 수 있습니다. 천연 누트로픽스은 비타민, 미네랄, 아미노산, 허브, 버섯 등 자연에서 얻을 수 있는 식이 성분 및 화합물로, 연구를 통해 뇌의 기능과 구조를 지원하고 보호하는 데 도움이 되는 것으로 밝혀지고 있습니다. 대표적인 누트로픽스의 예로는 L-테아닌, 시티클린, 마그네슘, 노루궁뎅이버섯 등이 있습니다.
뇌 적응력 키우기
신신경가소성을 활용하는 핵심은 뇌를 새롭고 다양하고 자극적인 활동에 참여시키는 것입니다. 여기서 뇌를 참여시킨다는 의미는 단순히 무언가를 하는 것이 아닙니다. 신경가소성을 위해서는 집중과 반복이 반드시 동반되어야 합니다. 뇌를 근육이라고 여기십시오. 훈련시키고, 영양을 공급하며, 휴식과 회복의 시간도 주십시오. 새로운 기술을 배우고 숙면을 취하는 등 이러한 모든 노력이 더욱 건강하고 적응력 높은 뇌를 만듭니다.
참고문헌:
- Gaser C, Schlaug G. Gray matter differences between musicians and nonmusicians. Ann N Y Acad Sci. 2003;999:514-517. https://doi.org/10.1196/annals.1284.062
- Lappe C, Herholz SC, Trainor LJ, Pantev C. Cortical plasticity induced by short-term unimodal and multimodal musical training. J Neurosci. 2008;28(39):9632-9639. https://www.jneurosci.org/content/28/39/9632
- Pantev C, Lappe C, Herholz SC, Trainor L. Auditory-somatosensory integration and cortical plasticity in musical training. Ann N Y Acad Sci. 2009;1169:143-150. https://nyaspubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1749-6632.2009.04556.x
- Li Q, Gong X, Lu H, Wang Y, Li C. Musical training induces functional and structural auditory-motor network plasticity in young adults. Hum Brain Mapp. 2018;39(5):2098-2110. http://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29400420/
- Guo X, Li Y, Li X, et al. Musical instrument training improves verbal memory and neural efficiency in older adults. Hum Brain Mapp. 2021;42(5):1359-1375. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/hbm.25298
- Fleming D, Wilson S, Bidelman GM. Effects of short-term musical training on neural processing of speech-in-noise in older adults. Brain Cogn. 2019;136:103592. https://doi.org/10.1016/j.bandc.2019.103592
- Draganski B, Gaser C, Busch V, Schuierer G, Bogdahn U, May A. Neuroplasticity: changes in grey matter induced by training. Nature. 2004;427(6972):311-312. https://www.nature.com/articles/427311a
- Mogenson GJ, Jones DL, Yim CY. From motivation to action: functional interface between the limbic system and the motor system. Prog Neurobiol. 1980;14(2-3):69-97. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6999537/
- Kühn S, Gleich T, Lorenz RC, Lindenberger U, Gallinat J. Playing Super Mario induces structural brain plasticity. Mol Psychiatry. 2014;19(2):265-271. https://www.nature.com/articles/mp2013120
- Green CS, Bavelier D. Action video game modifies visual selective attention. Nature. 2003;423(6939):534-537. https://www.nature.com/articles/nature01647
- Green CS, Bavelier D. Enumeration vs. multiple object tracking: action video game players. Cognition. 2006;101(1):217-245. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16359652/
- Basak C, Boot WR, Voss MW, Kramer AF. Real-time strategy video game attenuates cognitive decline in older adults. Psychol Aging. 2008;23(4):765-777. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19140648/
- Li P, Legault J, Litcofsky KA. Neuroplasticity as a function of second language learning: anatomical and functional signatures. Cortex. 2014;58:301-324. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24996640/
- Banaszkiewicz A, Bola Ł, Matuszewski J, Szwed M, Rutkowski P, Ganc M. Brain reorganization in hearing late learners of sign language. Hum Brain Mapp. 2021;42(2):384-397. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33098616/
- Rasch B, Born J. About sleep's role in memory. Physiol Rev. 2013;93(2):681-766. https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/physrev.00032.2012
- Huber R, Ghilardi MF, Massimini M, Tononi G. Local sleep and learning. Nature. 2004;430(6995):78-81. https://www.nature.com/articles/nature02663
- Cirelli C, Tononi G. Effects of sleep and wakefulness on brain gene expression. Neuron. 2004;41(1):35-43. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14715133/
- Talamini LM, Nieuwenhuis IL, Takashima A, Jensen O. Sleep directly following learning benefits memory retention. Learn Mem. 2008;15(5):233-237. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18391183/
- Gais S, Lucas B, Born J. Sleep after learning aids memory recall. Learn Mem. 2006;13(3):259-262. https://learnmem.cshlp.org/content/13/3/259.full
- Payne JD, Tucker MA, Ellenbogen JM, Wamsley EJ, Walker MP, Schacter DL, Stickgold R. Sleep's role in memory for emotionally valenced information. PLoS One. 2012;7(4):e33079. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0033079
- Backhaus J, Junghanns K, Born J, Hohaus K, Faasch F, Hohagen F. Impaired memory consolidation during sleep in patients with primary insomnia. Biol Psychiatry. 2006;60(12):1324-1330. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16876140/
- Nissen C, Kloepfer C, Nofzinger EA, Feige B, Voderholzer U, Riemann D. Sleep-related memory consolidation in primary insomnia. J Sleep Res. 2011;20(1 Pt 2):129-136. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20673291/
- Joo EY, Kim H, Suh S, Hong SB. Gray matter deficits in patients with chronic primary insomnia. Sleep. 2013;36(7):999-1007. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4098804/
- Altena E, Vrenken H, Van Der Werf YD, van den Heuvel OA, Van Someren EJ. Reduced gray matter in the fronto-parietal network of patients with chronic insomnia. Biol Psychiatry. 2010;67(2):182-185. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19782344/
- Riemann D, Voderholzer U, Spiegelhalder K, et al. Insomnia and depression: could "hippocampal vulnerability" be a common mechanism? Sleep. 2007;30(8):955-958. https://academic.oup.com/sleep/article-abstract/30/8/955/2696802?redirectedFrom=fulltext
- Joo EY, Lee H, Kim H, Hong SB. Hippocampal vulnerability and its underlying mechanism in patients with chronic primary insomnia. Sleep. 2014;37(7):1189-1196. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25061247/
- Maddock RJ, Casazza GA, Buonocore MH, Tanase C. Exercise-induced changes in anterior cingulate cortex glutamate and GABA levels. J Neurosci. 2016;36(8):2449-2457. https://www.jneurosci.org/content/36/8/2449
- Church DD, Hoffman JR, Mangine GT, et al. Comparison of high-intensity vs. high-volume resistance training on the BDNF response to exercise. J Appl Physiol (1985). 2016;121(1):123-128. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27231312/
- Vaughan S, Wallis M, Polit D, et al. The effects of multimodal exercise on cognitive and physical functioning and brain-derived neurotrophic factor in older women: a randomised controlled trial. Age Ageing. 2014;43(5):623-629. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24554791/
- Moore D, Loprinzi PD. Putative mechanisms of action for the exercise-memory function link. Eur J Neurosci. 2021;54(10):6960-6971. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32236992/
- Kleemeyer MM, Kühn S, Prindle J, et al. Physical fitness is associated with microstructure of the hippocampus and orbitofrontal cortex in older adults. Neuroimage. 2016;131:155-161. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26584869/
- den Ouden L, van der Heijden S, Van Deursen D, et al. Aerobic exercise and hippocampal integrity in older adults. Brain Plast. 2018;4(2):211-216. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30598871/
- Voss MW, Prakash RS, Erickson KI, et al. Exercise-induced brain plasticity: what is the evidence? Trends Cogn Sci. 2013;17(10):525-544. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23123199/
- Wittfeld K, Jochem C, Dörr M, et al. Cardiorespiratory fitness and gray matter volume in the temporal, frontal, and cerebellar regions in the general population. Mayo Clin Proc. 2020;95(1):44-56. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31902428/
- Thomas AG, Dennis A, Rawlings NB, et al. The effects of aerobic activity on brain structure. Front Psychol. 2012;3:86. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2012.00086/full
- Erickson KI, Voss MW, Prakash RS, et al. Exercise training increases size of hippocampus and improves memory. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108(7):3017-3022. https://www.pnas.org/content/108/7/3017
- Lupien SJ, Juster RP, Raymond C, Marin MF. The effects of chronic stress on the human brain: from neurotoxicity, to vulnerability, to opportunity. Front Neuroendocrinol. 2018;49:91-105. https://doi.org/10.1016/j.yfrne.2018.02.001
- Radley J, Morilak D, Viau V, Campeau S. Chronic stress and brain plasticity: mechanisms underlying adaptive and maladaptive changes and functional consequences. Neurosci Biobehav Rev. 2015;58:79-91. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2015.06.018
- Chiesa A, Serretti A. Mindfulness-based stress reduction for stress management in healthy people: a review and meta-analysis. J Altern Complement Med. 2009;15(5):593-600. https://www.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/acm.2008.0495
- Creswell JD, Taren AA, Lindsay EK, et al. Alterations in resting-state functional connectivity link mindfulness meditation with reduced interleukin-6: a randomized controlled trial. Psychoneuroendocrinology. 2014;44:1-12. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2014.02.007
- Fox KCR, Nijeboer S, Dixon ML, Floman JL, Ellamil M, Rumak SP. Is meditation associated with altered brain structure? A systematic review and meta-analysis of morphometric neuroimaging in meditation practitioners. Neurosci Biobehav Rev. 2014;43:48-73. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24705269/
- Tang YY, Hölzel BK, Posner MI. The neuroscience of mindfulness meditation. Nat Rev Neurosci. 2015;16(4):213-225. https://www.nature.com/articles/nrn3916
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