# 운동이 뇌를 재배선한다 — 신체의 지구력을 높이는 메커니즘

**2026년 2월 12일 | 마리아나 렌하로**

운동은 근육뿐만 아니라 뉴런까지 강화할 수 있다. 오늘 *Neuron*에 발표된 연구에 따르면, 트레드밀에서 반복적으로 운동한 생쥐의 뇌 배선이 강화되어 특정 뉴런이 더 빠르게 활성화되는 것으로 나타났다. 이러한 '재배선'은 생쥐가 달리기 지구력을 점진적으로 향상시키는 데 필수적이었다.

이 연구는 뇌가 — 생쥐에서, 그리고 아마도 인간에서도 — 반복적인 연습을 통해 신체 활동 능력이 향상되는 지구력 발달에 능동적으로 관여하고 있음을 보여준다고, 논문의 공동저자이자 펜실베이니아대학교 신경과학자인 니컬러스 벳리는 말한다.

벳리는 이렇게 설명한다. "달리기를 하면 폐가 확장되고, 심장 박동이 좋아지고, 근육이 분해되었다가 재건됩니다. 이 모든 좋은 일이 일어나고, 다음번에는 더 쉬워지죠. 뇌가 이 모든 것을 조율하고 있을 줄은 몰랐습니다."

## 뇌의 운동

벳리와 동료들은 운동을 통해 체력이 강화되는 동안 뇌에서 무슨 일이 일어나는지 궁금했다.

연구진은 식욕과 혈당을 조절하는 뇌 영역인 복내측 시상하부에 주목했다. 그 후 이 영역에서 대사 조절에 관여하는 것으로 알려진 스테로이드 생성 인자 1(SF1)이라는 단백질을 생산하는 뉴런 그룹에 집중했다. 이전 연구에서 SF1을 코딩하는 유전자를 삭제하면 생쥐의 지구력이 저하된다는 사실이 밝혀진 바 있다.

벳리의 연구팀은 트레드밀 위에서 달리는 생쥐의 SF1 뉴런 활동을 모니터링했고, 이 세포들이 실제로 운동에 의해 활성화됨을 발견했다. 흥미롭게도, SF1 뉴런의 한 그룹은 운동 세션이 끝난 후에야 활성화되었다. 여러 차례의 훈련 세션을 거친 후, 달리기 후 활성화되는 뉴런의 수와 활성화 강도가 모두 증가했다.

연구진이 3주간 꾸준히 훈련한 생쥐의 뇌 절편을 조사했을 때, 반복적으로 운동하지 않은 생쥐와 비교하여 SF1 뉴런의 전기적 특성에 변화가 있음을 확인했다. 이러한 변화는 훈련된 생쥐의 뉴런이 더 쉽게 활성화될 수 있게 되었음을 나타냈다. 또한 반복적인 운동이 '흥분성' 시냅스, 즉 전기 신호를 발화할 준비가 된 뉴런 간 연결의 수를 두 배로 증가시킨다는 사실도 발견했다.

## 지구력 뉴런

마지막으로, 저자들은 광유전학 — 빛으로 유전자 조작된 뉴런을 활성화하거나 억제할 수 있는 기술 — 을 사용하여 운동 후 생쥐의 SF1 뉴런을 '꺼버렸다'. 이 뉴런이 비활성화되자 생쥐는 시간이 지나도 달리기 수행 능력이 향상되지 않았으며, SF1 뉴런이 꺼지지 않은 생쥐보다 더 빨리 탈진했다.

텍사스대학교 사우스웨스턴 메디컬센터의 장-뇌 축 연구자인 제프리 지그먼은, 운동 지구력에 관여하는 다른 뇌 영역이 있을 수 있지만, 이 논문이 "이 특정 뉴런이 지구력 효과를 매개하는 데 있어 그 중요성과, 어쩌면 필수적 기능까지 실제로 부각시킨다"고 말했다. 그는 덧붙여 "운동을 많이 할수록 흥분성 시냅스가 더 많이 발달하고, 그만큼 더 큰 지구력을 가질 수 있다"고 설명했다.

연구진이 수행한 흥미로운 실험 중 하나는 광유전학을 이용해 운동 후 생쥐의 SF1 뉴런 활동을 높인 것이다. 그 결과 수행 능력이 더욱 크게 향상되어, 이 생쥐들은 같은 훈련을 받았지만 뉴런 활성 증강이 없었던 동물들보다 더 멀리, 더 빠르게 달렸다.

벳리는 향후 과학자들이 사람에게서 이 뉴런을 강화하여 질병 후 근육량 회복을 돕거나, 노화에 따른 근육량 유지, 또는 운동선수의 경기력 향상에 활용할 수 있는 방법을 탐구할 수 있을 것이라고 말한다. 그러나 광유전학은 침습적 기술로 주로 실험동물에서 사용된다. 따라서 이러한 전망은 아직 미래의 이야기이며, 사람에게서 SF1 뉴런의 활동을 어떻게 증가시킬 수 있을지는 명확하지 않다고 벳리는 말한다. "지금으로서는, 운동이 단지 근육이 분해되고 재건되는 것에 그치지 않는다는 사실을 사람들이 아는 것만으로도 멋진 일입니다. 운동은 뇌 전체를 변화시키고 있으니까요."

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**참고문헌**

1. Kindel, M. et al. *Neuron* https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.12.033 (2026).

2. Choi, Y.-H., Fujikawa, T., Lee, J., Reuter, A. & Kim, K. W. *Front. Neurosci.* **7**, 71 (2013).

3. Fujikawa, T. et al. *eLife* **5**, 18206 (2016).