60대 이상 노인 비디오게임하면 인지능력 4배가량 높아져… 퇴행성 뇌질환 예방효과
지난해 9월 세계적 과학전문지 '네이처'에 흥미로운 연구 결과가 실렸습니다. 미국 샌프란시스코 캘리포니아대 연구팀이 발표한 이 논문은 비디오 게임을 통해 뇌를 꾸준히 자극할 경우 80대의 늙은 뇌도 20대처럼 젊어질 수 있다는 연구 결과를 담았습니다.
연구팀이 주목한 3D 자동차 게임 '뉴로레이서'는 양손을 동시에 사용해 운전 도중 날아오는 표지판을 식별해 내는 멀티태스킹 방식의 컴퓨터게임입니다. 이 게임을 오래 한 60대 이상 노인의 기억력과 집중력 같은 인지능력이 실험 전보다 4배 가량 향상됐습니다. 또 뇌파를 확인한 결과 20대에게서 주로 나타나는 세타파 양이 폭발적으로 늘었습니다. 한번 향상된 인지능력은 6개월이 지나도 그대로 유지되고, 인지능력이 게임 외 일상 활동에도 반영됐습니다.
◇컴퓨터 게임이 뇌를 바꾼다=우리는 다양한 운동을 통해 건강한 신체를 유지하고 단련하기 위해 노력합니다. 이와 마찬가지로 훈련을 통해 약해진 뇌 기능을 회복시키거나 알츠하이머 치매 같은 퇴행성 뇌질환 위험을 줄일 수 있습니다.
우리 두뇌는 경험에 의해 바뀌는 능력이 있는데, 이를 '뇌가소성'이라 합니다. 뇌가소성은 살아 있는 동안 계속 발휘되기 때문에 꾸준한 훈련만 뒷받침되면 '굳은 뇌'도 얼마든지 바꿀 수 있습니다. 뉴로레이서처럼 게임을 활용한 인간·컴퓨터 상호작용(HCI) 기술은 뇌훈련에 맞는 환경을 제공합니다. 미국 오하이오대 연구팀 역시 '더블디시전'이란 컴퓨터게임이 노화로 인한 뇌기능 저하를 늦출 뿐 아니라 역전시킬 수 있다는 연구결과를 내놨습니다. 더블디시전은 정신집중을 방해하는 요소가 점점 늘어나는 와중에 차량과 도로표지판을 가능한 한 빨리 매치시키는 게임입니다. 이 게임을 한 노인들은 게임을 하면 할수록 더 나은 성취력과 운전기록을 보였고, 게임이 끝난 후 음식 준비 같은 일상 활동도 더 잘 수행하는 것으로 나타났습니다.
◇몸과 뇌를 연결하라=최근에는 뇌와 몸을 함께 움직이는 활동도 늘고 있습니다. 미국 솔크생물학연구소의 헬리에테 반 프라그 박사는 운동을 많이 하면 학습과 기억에 중요한 역할을 하는 뇌 부위에 새 세포가 자라고, 그 뇌 부위의 기능이 향상된다는 사실을 밝혔습니다. 운동을 통해서도 뇌의 젊음을 되찾을 수 있다는 이야기입니다.
일본의 카와시마 박사가 개발한 게임 '바디 앤 브레인 엑서사이즈'는 운동을 통한 뇌훈련의 대표적 예입니다. 이 게임은 몸의 움직임을 인식하는 마이크로소프트 키넥트를 이용해 제작됐습니다. 기존 컴퓨터 게임과는 다르게 몸을 움직여서 수학, 논리, 기억력 테스트 등 두뇌게임을 합니다. 두뇌활동이 신체 움직임과 연결돼 있기 때문에 몸과 두뇌를 동시에 쓸 경우 뇌기능 향상에 더 큰 도움이 됩니다.
환자의 인지 재활을 돕는 도구들도 신체활동을 결합하는 경우가 많습니다. 예를 들어 '티모코'는 주의력 결핍 과잉행동 장애(ADHD), 자폐, 학습·인지 장애 같은 인지능력 장애아의 재활을 돕는 인터랙티브 게임입니다.
이런 연구는 국내에서도 이뤄지고 있습니다. 한국과학기술연구원(KIST)이 개발한 인터랙티브 테이블 이용 인지재활 시스템이 대표적인 예입니다. 이 시스템의 테이블 디스플레이는 테이블 위에 놓인 도구의 위치와 종류를 인식하는 장치입니다. 인지 장애 환자는 이러한 물리적인 도구를 손으로 조작하며 직관적으로 게임을 수행할 수 있습니다.
◇100세 대비한 두뇌훈련='뇌파'는 뇌신경 사이에 신호가 전달될 때 생기는 전기 흐름으로, 뇌활동 상태를 보여주는 중요한 생체신호입니다. 주파수에 따라 크게 델타파(1~4㎐), 세타파(4~8㎐), 알파파(8~13㎐), 베타파(13~30㎐), 감마파(30~120㎐)로 구분되며 정신활동 상태에 따라 진동이 빠르거나 느려집니다.
따라서 뇌파 리듬 분석만으로 뇌기능 건강 관련 정보를 간접적으로 얻을 수 있습니다. 예를 들어 주의가 산만한 주의력결핍증 환자는 뇌파가 정상인에 비해 느리고 자폐나 정신지체, 치매 환자는 세타파가 매우 강해집니다.
비정상적 뇌 리듬을 조절해 정상 리듬으로 바꿔주는 뇌훈련 방법이 '뉴로피드백'입니다. 뉴로피드백은 뇌활동을 시각적으로 보여주고 뇌파가 더 적합하게 만들어지도록 반복 훈련을 유도해 궁극적으로 자신의 의지로 뇌 상태를 조절할 수 있게 합니다. ADHD, 불안장애, 불면증, 스트레스 장애, 발달장애, 치매 같은 장애를 치료하기 위해 뉴로피드백이 사용됐고, 성공적인 결과를 거뒀습니다. 정상인도 뉴로피드백 훈련으로 지능은 물론 학습, 업무, 공연 등 인지능력이 향상되는 것으로 밝혀졌습니다.
뇌는 아직 많은 것이 밝혀지지 않은 미지의 세계입니다. 앞으로 두뇌훈련을 통한 인지능력 향상 메커니즘이 더 밝혀지면, 더 과학적이고 효과적인 뇌훈련 기법들이 개발될 것입니다.
백나영기자 100na@dt.co.kr
도움말=한국과학기술연구원(KIST)
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