운동 특성에 따른 뇌 가소성 부위 비교

국문 초록 (Abstract)

장기간의 훈련은 뇌에 많은 영향을 미치며, 특히 뇌의 기능적 변화뿐만 아니라 형태적 변화 또한 유도한다. 로프, 사다리, 장애물 통과와 같이 정교한 운동 조절이 필요한 곡예 운동학습을 한 흰쥐 소뇌는 시냅스의 수와 분자층의 부피가 증가하였다. 자기공명영상을 이용하여 음악가의 소뇌 부피 분석을 한 연구 결과 남성의 경우 연습 강도와 소뇌 부피와의 양적 상관관계가 나타났으며, 운동 학습과 관련 있는 소뇌 및 운동 겉질의 회색질에서의 형태적 가소성이 보고되었다. 농구 선수의 뇌 가소성을 3차원 자기공명영상 부피측정 방법을 이용하여 분석한 연구에서는 농구선수의 소뇌 전체 부피는 일반 대조군과 차이가 없었으나, 농구 선수들의 눈 -손의 협응 및 양손의 협응 훈련에 의한 소뇌 벌레의 VI, VII 소엽(V2)에서와 줄무늬핵에서의 가소성이 확인되었다. 또한, 18명의 유도 선수들과 대조군들의 뇌 회색질 밀도를 비교 분석한 연구에서는 유도 선수들의 이마엽, 관자엽, 뒤통수엽, 마루엽 그리고 소뇌에서의 회색질 밀도의 유의하게 높았으며, 정확한 양 손의 협응이 요구되는 저글링 훈련은 마루엽 고랑의 백질을 증가시켰고(Scholz et al., 2009), 4주 동안 빠르고 순차적으로 손가락을 움직이는 과제를 수행할 때 속도와 정확도가 향상될수록 운동 겉질에서의 활성 증가가 보고되었다.
이상의 연구 결과들은 장기간의 운동에 의해 소뇌, 줄무늬핵 뿐만 아니라 운동회로를 조절하는 대뇌 운동역 즉, 운동 겉질, 앞 운동 겉질 및 보완 운동 겉질 등의 뇌 부위에서의 형태적 가소성을 시사하고 있으며, 균형 및 하지의 협응을 장기간 학습한 쇼트트랙 스피드 스케이팅 선수들은 눈-손의 협응 및 양손의 협응을 장기간 학습해온 농구 선수와는 다른 부위에서 형태적 가소성이 관찰 될 가능성이 있음을 제시하고 있다.
이에 본 연수에서는 균형 및 하지의 협응 훈련을 장기간 해온 쇼트트랙 스피드 스케이팅 선수들과 눈-손의 협응 및 양손의 협응 학습을 장기간 훈련해온 농구 선수들을 대상으로 자기공명영상을 통해 얻은 영상을 복셀기반 형태 분석하여 운동기능의 조절에 관하는 것으로 알려진 대뇌 운동역(운동 겉질, 앞 운동 겉질, 보완 운동 겉질), 줄무늬핵, 소뇌 등의 뇌 부위에서의 운동의 특성에 따른 뇌 가소성 부위를 좀 더 정교한 자기공명영상 프로토콜과 분석 방법을 이용하여 비교 분석하고자 한다.
이는 장기간의 훈련을 통한 효과적인 뇌 질환 예방 및 관리에 관한 기초 자료를 제시할수 있으며, 뇌 가소성에 관한 다각화된 연수를 통해 운동의 특성에 따른 뇌 가소성의 형태적 기전의 규명하며 장기간의 훈련을 통한 뇌 부피 가소성에 관한 스포츠 의학적 특성을 이해할 수 있으며, 뇌 건강을 향상시킬 수 있는 준거를 마련하기 위하여 본 연수가 절실히 필요하다.