조 리서 박사(Joe Risser, MD, MPH)는 40년 넘게 임상 연구를 해오며 ‘정신적 강인함’(Mental Toughness)의 본질을 탐구해 왔습니다. 그 과정에서 하나의 뇌 단백질이 주목받기 시작했는데, 바로 BDNF(뇌유래신경영양인자)입니다.
정신적 강인함과 가장 강하게 연결된 단백질, BDNF
1980년대부터 과학자들은 BDNF가 동물의 뇌 성장에 미치는 영향을 확인하기 시작했고, 2000년대 들어서는 인간 연구에도 적용하게 됩니다. 이 단백질은 근육과 뇌를 포함해 전신에서 생성되며, 운동을 통해 가장 쉽게 증가하는 뇌 단백질이기도 합니다.
BDNF는 마치 뇌를 위한 성장호르몬과 같습니다. 반응 속도도 빠르고, 영향력도 강력합니다. 뇌에는 여러 신경영양 인자가 존재하지만, BDNF는 가장 풍부하고 훈련에 민감하게 반응하는 물질입니다.
운동과 BDNF의 연결고리
근육에서 생성된 BDNF는 직접 혈액으로 방출되지 않지만, 운동 시 생성되는 다양한 생화학 물질들이 뇌에서 BDNF 유전자 발현을 유도합니다. 이렇게 생성된 BDNF는 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 있어 혈액검사로 측정이 가능합니다.
BDNF 수치는 하루에도 변동하지만, 대부분 운동 후 증가하며, 정신적 강인함과 관련된 특정 뇌 영역과도 직접 연결되어 있습니다.
BDNF는 뇌에 어떤 영향을 줄까?
1. 뇌 구조 수준 – 기억과 학습의 중심, 해마
운동 후 생성된 새로운 신경세포는 해마(hippocampus)에 흡수됩니다. 해마는 기억력과 학습력을 담당하는 핵심 영역입니다. 연구에 따르면, BDNF가 12%만 증가해도 외국어 단어 학습 능력이 20% 증가한다고 합니다.
2. ACC – 노력 인지의 뇌 영역
**전대상피질(Anterior Cingulate Cortex, ACC)**는 ‘노력의 인지(perception of effort)’와 관련된 영역입니다. 이 부위를 강화하면 정신적 피로를 더 잘 견디게 됩니다. 실제로 ACC가 손상된 쥐는 먹이를 위한 노력조차 하지 않게 됩니다. 반면, 운동을 한 쥐는 학습과 기억에 중요한 뇌세포 수가 400% 증가했다고 합니다.
BDNF는 세포, 유전자 수준에서도 강력하다
세포 수준
BDNF의 ‘N’은 **Neurotrophic(신경세포 성장 촉진)**을 의미합니다.
한때 “사람은 태어날 때 가진 뇌세포가 전부”라는 이론이 지배적이었지만, **1999년 미국 솔크 연구소(Salk Institute)**의 연구로, 운동이 새로운 뇌세포를 생성한다는 사실이 입증되었습니다. 이 과정에서 BDNF가 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌습니다.
유전자 수준
《뉴욕타임즈》의 그레첸 레이놀즈(Gretchen Reynolds)에 따르면, BDNF는 뇌를 위한 ‘기적의 성장 촉진제(Miracle-Gro)’라고 불릴 만큼 유전자 발현을 크게 촉진합니다.
운동을 하지 않은 쥐에서는 특정 분자들이 BDNF 유전자를 덮어 신호를 차단하지만, 운동을 한 쥐는 이 차단 효과가 약해져 유전자가 더 활발히 작동하게 됩니다. 이로 인해 BDNF 생성량도 훨씬 높아지는 것이죠.
BDNF는 뇌세포 수뿐만 아니라 신경 돌기(수상돌기)의 밀도, 시냅스 연결 수도 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다.
학습, 기억, PTSD와의 관계
뉴욕 와일 코넬 의대의 프랜시스 리 박사는 BDNF를 “뇌의 주요 성장 인자 중 하나”라고 말합니다.
그의 연구팀은 PTSD 치료와 관련된 ‘소거 학습(extinction learning)’을 연구했는데, BDNF 수치가 낮은 생쥐와 사람은 과거의 위험 신호를 새로운 안전한 신호로 재학습하는 데 큰 어려움을 겪었습니다.
현재 미군 사관학교(West Point)에서는 이 연구를 바탕으로, 전쟁에 투입될 병사들을 대상으로 회복력 훈련(resilience training)을 실시하고 있습니다.
BDNF가 높으면 얻는 이점들
- 기분 개선
- 집중력 증가
- 학습 능력 향상
- 자기 조절력 향상
- 기억력 강화
- 애정 표현 능력 증가(‘포옹력’?)
- 부상 회복 속도 향상
- 근육 기억 발달
- 신경 반응 속도 증가
- 지방 연소 증가
- 스트레스 대응 능력 향상
BDNF 수치가 높은 사람은 수학 시험 같은 단순 과제부터 삶의 위기 상황에서의 회복력까지 모든 면에서 더 높은 정신적 회복력을 보였습니다.
BDNF 수치가 낮으면?
BDNF가 낮은 사람은 다음과 같은 질환이나 위험 요소에 더 취약합니다:
- 우울증
- 불안
- 만성 스트레스
- ADHD
- 조기 노화
- 조현병
- 파킨슨병
- 알츠하이머
- 뇌졸중
- 양극성 장애
심지어 일부 유전적 결함은 뇌 크기 자체를 작게 만들기도 합니다.
BDNF가 아예 생성되지 않도록 유전 조작된 생쥐는 생후 3주 이내 모두 사망했다고 합니다.
즉, BDNF는 단지 ‘정신력’을 넘어, 생존과 직결되는 물질입니다.
마무리하며
BDNF는 단순한 뇌 단백질이 아닙니다.
정신적 강인함, 학습력, 감정 조절, 회복력 등 우리가 인생에서 마주하는 모든 중요한 과제와 밀접하게 연결되어 있습니다.
그리고 중요한 사실 하나,
BDNF는 누구나 올릴 수 있습니다. 바로 지금, 움직이기 시작하면 됩니다.
