춤 훈련, 고령자의 신경 가소성 유도에서 반복 운동보다 우수한 효과 (2018)

• 63–80세 건강한 고령자를 대상으로 한 6개월 개입에서, 새 안무를 계속 배우는 춤 훈련은 강도가 맞춰진 반복형 피트니스보다 더 넓은 뇌 부피 증가와 관련됨
• 두 집단은 주 2회 90분씩 비슷한 심혈관 부하로 훈련했지만, 춤은 동작·리듬·공간 순서 학습을 계속 요구했고 스포츠 집단은 자전거·근지구력·유연성 중심의 반복 운동을 수행함
• 춤 집단은 대상피질, 섬엽, 뇌량, 감각운동피질 등 더 많은 영역에서 회백질·백질 부피 증가가 나타났고, 스포츠 집단은 주로 소뇌와 시각 관련 영역에서 더 큰 증가를 보임
• 두 집단 모두 유산소 체력, 일부 주의 기능, 시공간 기억이 개선됐지만 인지 성과의 집단 간 차이는 유의하지 않았고, 혈장 BDNF 증가는 춤 집단에서만 관찰됨
• 해석에는 작은 표본, MRI 분석의 비보정 통계, 건강하고 동기 높은 고령자 표본, VBM의 일부 구조 평가 한계가 함께 적용됨

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연구 질문과 설계

• 노화는 주로 전전두엽과 측두엽에서 뇌 부피 감소와 관련되며, 회백질과 백질 모두 영향을 받음
• 성인 고령자의 뇌도 신경 가소성을 보일 수 있어, 운동이나 학습 같은 개입이 노화 관련 뇌 변화에 대응할 가능성이 있음
• 동물 연구에서는 신체 활동과 감각 풍부화를 결합할 때 성인 신경 가소성에 가장 크고 지속적인 영향이 나타남
• 춤은 신체 활동에 감각·운동·인지 요구가 결합된 형태라, 인간에서 이 결합 개입에 가까운 훈련으로 볼 수 있음
• 연구진은 건강한 고령자에게 맞춘 도전적인 춤 프로그램을 설계하고, 심혈관 강도를 맞춘 기존 피트니스 훈련과 비교함

참가자와 개입 조건

• 지역 광고에 응답한 62명이 선별됐고, 최종적으로 52명의 63–80세 고령자가 춤 집단과 스포츠 집단에 무작위 배정됨
• 훈련 중 이탈자와 70% 출석 기준 미달자를 제외한 뒤, 최종 분석에는 38명의 완전한 데이터가 사용됨
  • 춤 집단: 20명
  • 스포츠 집단: 18명
• 두 집단의 조건은 강도, 빈도, 기간 측면에서 거의 동일하게 구성됨
  • 주 2회
  • 회당 90분
  • 총 6개월
  • 두 집단 모두 집단 프로그램으로 운영됐고, 스포츠 집단에도 음악 반주가 제공됨
• 매 훈련 세션에서 워밍업 이후, 본운동 중, 쿨다운 이후 심박수를 측정해 훈련 부하를 통제함

춤 훈련과 반복형 스포츠 훈련의 차이

• 춤 훈련은 새로운 움직임 패턴과 안무를 계속 학습하도록 설계됨
  • 참가자는 서로 다른 리듬과 스텝 순서를 공간 안에서 기억하고 수행해야 했음
  • 정확성과 시간 압박 아래에서 안무를 따라야 했음
  • 3개월 단위의 두 블록으로 구성됐고, 각 블록은 line dance, jazz dance, rock ’n’ roll, Latin-American dance, square dance를 포함함
  • 두 번째 블록에서는 더 복잡한 동작과 더 빠른 음악 템포로 조정 요구와 시간 압박이 증가함
• 스포츠 훈련은 건강 스포츠 지침에 맞춘 반복 운동으로 구성됨
  • 각 세션은 지구력, 근지구력, 유연성의 3개 단위로 구성됨
  • 지구력 훈련은 개인별 목표 심박수에 맞춘 자전거 에르고미터로 수행됨
  • 근지구력 훈련에는 바벨, 고무 밴드, Redondo ball, 체조봉, 피트니스볼 등이 사용됨
  • 팔과 다리를 결합하는 움직임은 피해서 조정 요구를 낮게 유지함

측정 방법

• 구조 MRI는 3 Tesla Siemens MAGNETOM Verio 스캐너에서 T1 가중 MPRAGE 시퀀스로 촬영됨
• MRI 분석에는 종단 연구의 쌍별 집단 비교를 위해 설계된 voxel-based morphometry(VBM) 방법이 사용됨
  • SPM 12에 구현된 방법으로, 시간점 간 비대칭 처리에서 생길 수 있는 편향을 줄이도록 설계됨
  • 회백질과 백질의 부피 변화를 춤 집단과 스포츠 집단 사이에서 직접 비교함
• BDNF는 혈청과 혈장 모두에서 측정됐고, 채혈은 아침 공복 상태에서 이루어짐
• 인지 평가는 주의, 처리 속도, 언어 유창성, 단기·작업 기억, 언어 삽화 기억, 시공간 기억을 포함함
• 신체 체력은 자전거 에르고미터 기반 PWC130 테스트로 평가됨

뇌 구조 변화

• 개입 전 회백질과 백질 부피는 두 집단 간 유의한 차이가 없었음
• 춤 집단은 스포츠 집단보다 여러 전두엽·측두엽 피질 영역에서 더 큰 회백질 부피 증가를 보임
  • anterior cingulate cortex
  • medial cingulate cortex
  • left supplementary motor area
  • left precentral gyrus
  • left medial frontal gyrus
  • left insula
  • left superior temporal gyrus
  • left postcentral gyrus
• 스포츠 집단은 춤 집단보다 후두엽과 소뇌 관련 영역에서 더 큰 회백질 부피 증가를 보임
  • primary visual cortex
  • left lingual gyrus
  • right fusiform gyrus
  • right temporal pole
  • right lobe of cerebellum
• 백질에서는 춤 집단이 뇌량(corpus callosum) 의 truncus와 splenium, 양측 전두 백질, 우측 두정 백질에서 더 큰 부피 증가를 보임
• 스포츠 집단은 우측 측두 백질과 우측 후두 백질에서 춤 집단보다 더 큰 증가를 보임

BDNF, 인지, 체력 결과

• 혈청 BDNF에서는 개입 효과가 관찰되지 않았지만, 혈장 BDNF는 춤 훈련 뒤 증가함
  • time x group 상호작용: F(1,35) = 4.3, p = 0.046, η² = .115
  • 개인 내 변화량 비교에서도 춤 집단의 혈장 BDNF 증가가 스포츠 집단보다 컸음
  • Mann-Whitney U-test 결과 p < 0.018
• 인지 결과에서는 두 집단 모두 일부 지표가 개선됐지만 집단 간 차이는 유의하지 않았음
  • 청각 단서가 있는 alertness에서 시간 효과가 나타남
  • 시공간 기억의 즉시 회상과 지연 회상이 두 훈련 뒤 개선됨
  • 다른 인지 기능에서는 두 집단 모두 변화가 나타나지 않음
• 체력 결과에서는 두 집단 모두 6개월 뒤 유산소 체력이 향상됨
  • PWC130 테스트에서 유의한 시간 효과가 나타남
  • 집단 간 차이는 나타나지 않음

해석과 한계

• 두 집단의 체력 향상이 비슷했기 때문에, 뇌 부피 변화의 차이는 단순한 신체 체력 향상만으로 설명되기 어렵고 각 개입의 구체적 구성 요소와 관련됨
• 춤 훈련에서 증가한 전두·대상·섬엽 영역은 작업 기억, 실행 기능, 인지 조절, 주의 조절과 관련됨
• 감각운동 영역의 변화는 복잡한 동작 패턴, 서로 다른 신체 부위의 동시 사용, 균형 이동, 회전, 음악 템포 변화와 연결됨
• 스포츠 훈련에서 소뇌와 시각 관련 영역 변화가 두드러진 점은 반복적이고 자동화되는 동작 특성과 관련됨
• 해석에는 명확한 제한이 있음
  • MRI 결과는 작은 표본 때문에 FDR 같은 전통적 보정을 통과하지 못해 p < 0.001 비보정 기준을 사용함
  • 참가자는 건강하고 동기 높은 고령자로 선별됐기 때문에 전체 고령자 집단으로 일반화하려면 추가 연구가 필요함
  • VBM을 이용한 피질하 구조 평가는 신뢰성 비판이 있어, 향후 연구에는 DTI 백질 tractography 사용이 제안됨

[GN⁺]

Hacker News 의견들

• MRI 일을 하는 입장에서 직감적으로는 댄스와 운동의 차이에 대한 주장들은 재현되지 않을 것 같음
  행동 데이터는 어떤 종류든 활동이 인지 기능을 개선한다는 점만 보여줌. 이런 활동의 뇌 효과는 이미 알려져 있고 대체로 받아들여짐
  하지만 저자들의 행동 데이터는 댄스군과 운동군 사이의 차이를 보여주지 못함. 애초 목표가 댄스와 운동의 차이를 연구하는 것이라면 출발점부터 꽤 좋지 않음
  뇌 데이터는 여러 영역에서 두 그룹의 개선 정도가 달랐다고 주장하지만, 효과가 너무 작고 아마 무작위 잡음에 가까움. 빨간 점들이 매우 작고, 저자들이 사실상 수천~수만 개 영역을 검사한 점을 보면 다중가설 보정이 제대로 반영됐을 가능성이 낮아 보임
  BDNF 관련 주장은 p = .046에 기대고 있는데, 핵심 결론이 p > .01 수준의 p값에 걸려 있으면 대개 결론이 부실하다고 봄
  전반적으로 “6주 동안 뇌 물질의 미묘한 변화를 검출할 수 있다”는 주장에 대한 사전 확률도 매우 낮게 봄. 이 표본 크기로 짧은 기간 동안 활동이 뇌에 영향을 준다는 정도는 보일 수 있겠지만, 댄스와 운동 효과의 차이를 검출했다는 데는 극도로 회의적임

  • 20년 넘게 주 여러 번 자유형 커플 댄스를 해왔고, 일부는 아르헨티나 탱고처럼 복잡한 스타일이었음. 직접 느낀 가장 큰 차이는 움직임의 복잡도나 “운동” 자체가 아니라, 파트너와 음악에 맞춰 움직임을 조화시키고 즉흥적으로 반응해야 한다는 점임
    커플 댄스가 다른 운동보다 정신 건강과 기억에 더 이롭다는 연구도 많이 있음
    다만 MRI 연구 배경은 거의 없어서, 그렇게 짧은 시간 안에 뇌 이미지에서 뚜렷한 시각적 징후가 나타난다는 주장에는 나도 회의적임
  • 표본 크기가 좀 작아 잡음일 수 있다는 데는 동의하지만, 연구 기간은 6주가 아니라 6개월이었음
    비슷한 결과로는 이런 것도 있음: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal...
  • 개인적인 생각으로는 댄스나 댄스 비슷한 활동이 저강도와 고강도 운동 사이의 적절한 지점에 있고, 건강을 위해 흔히 권장되는 대부분의 신체 활동보다 균형, 협응, 유연한 움직임을 훨씬 더 많이 요구함
    이런 특성들이 뇌에 매우 중요하다고 봄. 여기에 사회적 요소가 중요한 보너스로 붙음
  • BDNF 관련해서 참고문헌은 당장 없지만, 운동으로 유도되는 BDNF 변화가 예컨대 대기오염 같은 요인에 의해 매개될 수 있다는 연구들을 본 기억이 있음
    따라서 차이가 실제라고 해도, 그 차이를 훈련 방식 자체에 돌리기에는 이른 것 같음
  • 심혈관 운동은 이후 엔도카나비노이드 합성과 상관이 있고, 이것이 해마 신경생성과 아마도 신경가소성에 영향을 줌
    “Environment shapes emotional cognitive abilities more than genes” (2024) https://news.ycombinator.com/item?id=40105068#40107602에서 가져오면:

    hippocampal plasticity and hippocampal neurogenesis also appear to be affected by dancing and omega-3,6 (which are transformed into endocannabinoids by the body): https://news.ycombinator.com/item?id=15109698
    관찰 연구에서 춤에는 선택 편향도 있지 않나 싶음. 전반적으로 건강하지 않은 사람이 규칙적으로 춤을 추려 할 가능성이 높을까? 그래도 춤은 기분을 끌어올리고 심혈관계를 움직이게 함
    춤에는 공간 감각과 고유수용감각, 그리고 아마 모든 감각이 관여함

• 과학적 근거를 갖고 말하는 건 아니지만, 더 복잡한 움직임을 훈련하면 뇌 개선도 더 크게 유발될 것 같다는 건 말이 됨
  댄스와 농구 또는 다른 고협응·고기술 활동을 비교하면, 댄스와 실내 자전거를 비교할 때보다 차이가 작을 수 있음

  • 성인이 되어 탭댄스 수업을 들어보려다 이미 춤 경험이 있는 사람들을 위한 수업이라는 걸 알게 된 입장에서 말하면, 댄스 훈련은 운동보다 훨씬 복잡함
    특히 나를 완전히 무너뜨린 건 복잡한 스텝을 두세 번 훑고 나면 집에서 연습할 수 있어야 한다는 기대였음. 하는 중에도 내가 뭘 하는지 이해하지 못했는데, 다시 재현할 방법이 없었음
  • 실제로 Zumba 같은 댄스 기반 운동이나 복싱도 파킨슨병을 겪는 사람들에게 매우 도움이 됨. 리듬, 손, 발, 리더 관찰 같은 여러 작업을 동시에 처리해야 하기 때문임
    이는 파킨슨병 진행을 늦추는 데 중요한 가소성을 유도함. 그래서 유익한 요소가 운동만이라고 주장하는 건 이상하게 느껴짐. 병리적 상황에서는 가소성을 높일수록 쇠퇴가 느려지는 게 분명하고, 여러 통합 과제를 요구하는 춤과 복잡한 운동이 단순 운동보다 우월함
  • 댄스의 사회적 측면일 수도 있음. 춤은 일반적인 운동과 달리 사람들과 상호작용해야 함
    사회적 상호작용이 사람에게 이롭다는 건 반복해서 많이 입증되어 왔음
  • 나도 같은 생각을 했음. 놀랄 것도 없이 높은 심박 운동 + 공간 인식이 높은 심박 운동만 하는 것보다 낫다는 얘기임
    비용 대비로 보면 Pump It Up 같은 게임은 고강도 인터벌 트레이닝과, 발동작 안무 및 리듬 타이밍에서 오는 추가 인지 부하를 결합한다는 점에서 이기기 어려움
  • 그렇게 들으면 그럴듯하지만, 실제로 뇌가 꼭 그런 식으로 작동하는 건 아님
    원댓글의 방법론 평가가 맞다면, 이 연구는 어느 쪽으로도 제대로 증명하거나 시사하지 못하는 것 같음
    안락의자 신경과학자 놀이는 누구도 잘하기 어려움. 실제 신경과학자들을 몇 명 아는데, 뇌가 매우 직관에 반하는 방식으로 작동한다는 얘기를 늘 해주기 때문임

• 지속적인 학습 요소가 들어간 다른 신체 운동과 비교해보고 싶음. 레슬링, BJJ, boxercise, CrossFit 같은 것들임
  논점이 새 루틴 학습과 그것이 신경가소성에 미치는 영향이라면, 댄스와 더 인지적으로 도전적인 운동들을 비교하는 쪽이 흥미로울 듯함

  • 정말 흥미로움. BJJ는 본질적으로 심각한 결과가 따르는 신체적 문제 해결임
  • Peter Attia의 팟캐스트에 나온 게스트가 비슷한 얘기를 했음. 그는 운동에 딸린 인지 요소 때문에 사람들에게 올림픽 역도를 훈련시키는 데 관심이 많았음
    하이킹도 지형이 일정하지 않아 걸음마다 어느 정도 생각해야 하므로 좋다고 했음
  • 좋은 무술 지도자들은 운동 경험이 거의 없고 코칭도 많이 받아본 적 없는 초보자를 다루는 데 매우 익숙함. “아니요, 다른 왼쪽이요” 같은 상황 말임
    완전 초보자여도 자기 수준에 맞는 수업을 찾기 쉽고, 동시에 꽤 큰 진전을 기대받는 편이라 다른 것들보다 접근하기 쉬울 수 있음
  • 댄스에서는 계속 새로운 동작을 배움. 운동 루틴은 아무리 “섞어”도 그 정도는 훨씬 덜함
  • 운동 중에 정기적으로 목이 졸려 기절한다면, 신경학적 이점을 기대하면 안 될 것 같음

• “인지 측면에서는 두 그룹 모두 주의력과 공간 기억이 향상됐지만, 유의미한 그룹 차이는 나타나지 않았다”
  그렇다면 댄스 그룹은 뇌 물질 부피가 늘었음. 인지 향상으로 이어지지 않는다면, 추가 뇌 부피 자체에 이점이 있을까?
  늘어난 부피가 단지 춤을 더 잘 추게 해준 것일 가능성도 있나?

  • 음악적 인지는 주의력과 느슨하게 연결되어 있고, 이 지표로는 아예 분리되어 있을 수도 있음. 음악은 특수해 보임. 공간 기억은 관련성이 낮음
    그래서 “더 나은 댄서”가 됐다는 해석은 좀 좁아 보임. 리듬과 멜로디에 대한 이해가 더 일반적인 방식으로 좋아졌을 수 있음
    이 연구의 제목 수준 결론은 놀랍지 않음. 춤은 헬스장 운동보다 훨씬 더 인지적으로 demanding함
  • 인지와 기억은 쉽게 측정 가능한 뇌 기능이지만 뇌의 유일한 기능은 아님. 보존 성향을 가진 기계로서 건강한 뇌가 부피를 만든다면, 어떤 기능 개선을 시사한다고 봐야 함. 그렇지 않다면 굳이 부피를 만들 이유가 없음
  • 몇 년 전 춤을 시작했는데, 표본 수 1이긴 하지만 관찰한 큰 변화는 고유수용감각, 균형, 박자감이 좋아졌고, 머릿속에서 음악을 분해해 기타나 드럼, 보컬 같은 특정 파트에만 집중해 들을 수 있게 된 것임
    이게 프로그래밍을 더 잘하게 해주느냐면 아마 아닐 것임. 하지만 얻은 기술은 춤 밖에서도 쓰임이 있고, 솔직히 삶 자체도 꽤 풍요롭게 해줌

• John J Ratey의 책 Spark에서 이 내용을 몇 장에 걸쳐 다뤘음. 최대 심박수의 70% 정도로 하는 유산소·달리기는 뇌 가소성을 높이고 새 시냅스 연결과 성장을 가능하게 한다고 했음
  다만 그는 춤, 농구, 스케이트보드처럼 집중을 요구하는 운동이 더 나은 결과를 낸다고 주장했음
  우리가 오래된 세계에서 뇌가 어떻게 작동하도록 의도됐는지를 오해하고 있다는 게 정말 놀라움. 뇌는 움직임을 위한 것이고, 생각하고 계획하고 도구를 활용하는 능력은 조상에게 생존 이점을 준 운 좋은 부산물처럼 보임

  • 나는 트레일 러닝을 좋아함. 유산소와 균형, 문제 해결을 결합해줌. 어디에 발을 디딜지, 장애물을 어떻게 피할지, 비틀거림에서 어떻게 회복할지를 계속 처리해야 해서 도로나 러닝머신에서 뛰는 것보다 훨씬 동적임
    트레일 러닝은 반복성 긴장 손상을 훨씬 덜 일으킨다고 강하게 믿음. 포장도로에서 수천 km를 두드리듯 뛰고 45세에 무릎이 망가지는 걸 이상해하는 사람을 너무 많이 봄
    반대로 트레일 러닝 중 다치는 사람들도 알지만, 대개 무릎이 까지거나 발목을 삐는 식의 급성 손상이고 1~2주 안에 다시 돌아옴
    마지막으로 유사과학 수준의 믿음이지만, 인간은 울퉁불퉁하고 반쯤 부드러운 지면을 달리도록 진화했으므로 트레일 러닝은 가장 자연스러운 움직임 중 하나라고 봄
  • 정교한 협응과 균형은 내가 아는 가장 효과적인 뇌 자극임. 공간과 시간에 대한 이해도 다르게 만들어서 더 차분해지게 함. 어쩌면 더 큰 계획 능력 때문일 수도 있음

• 연구 논문에서는 원인과 결과에 필요한 제약과 통찰을 주는 수식어가 더 중요할 수 있음. 이 논문의 전체 제목은 “Dance training is superior to repetitive physical exercise in inducing brain plasticity in the elderly”임
  반면 현재 HN 제목은 “Dance training superior to physical exercise in inducing brain plasticity”임

  • 맞음. HN 제목이 오해를 부른다고 말하려고 들어왔음

• 개인적인 경험이지만, 80세 장인이 댄스 수업을 다니기 시작한 뒤 많이 달라졌음. 원래 신체 건강은 괜찮은 편이었지만, 수업 전에는 매우 스트레스를 받고 불행하고 혼자 지내는 성향이 강했음
  그 뒤로는 훨씬 외향적이고 사교적이며 전반적으로 더 행복해졌음
  물론 이점이 춤 자체만이 아니라 공동체 같은 요소에서도 온다고 생각함. 하지만 직접 무엇이 변화를 만들었다고 생각하느냐고 물어보면, 그는 댄스 수업을 꼽음

• 결과 차이는 아마 “새로운 움직임 패턴과 안무를 지속적으로 학습”한 것과 “참가자들이 같은 운동을 반복 수행… 협응 요구를 낮추기 위해 팔과 다리의 결합 동작은 피했다”의 차이에서 온 것 같음
  그래도 춤은 훌륭하다고 봄

  • 그렇긴 해도 춤은 반복 동작을 정말 재미있게 포장하는 방법임. 그리고 젊은 사람들이 춤을 더 많이 춘다면, 이 사이트의 남자들이 여자를 만나기 어렵다고 투덜대는 시간도 줄어들 것임

• 춤은 균형을 요구하고 종종 사회적 상호작용도 포함하지만, 많은 신체 운동은 그렇지 않음
  균형, 더 정확히는 불균형은 뇌에서 아드레날린을 자극하는 좋은 방법이고, 이는 학습을 가속할 수 있음. 참고로 Claude Shannon은 외발자전거를 좋아했음

• “63~80세 노인 52명(남성 25명, 여성 27명)을 나이, MMSE 상태, 신체 체력을 통제해 실험 댄스 그룹(DG)과 대조 스포츠 그룹(SG)에 무작위 배정했다”
  이런 결과가 청년이나 중년에게도 그대로 유지될지 궁금함

  • “현재의 탐색적 연구를 위해, 노인 참가자들이 새롭고 점점 어려워지는 안무를 계속 배워야 하는 특히 도전적인 댄스 프로그램을 설계했다. 이 6개월 프로그램은 강도를 맞춘 기존 피트니스 훈련과 비교됐다”
    댄서 입장에서는 결과가 너무 당연해 보임. 춤은 운동임. 게다가 이건 그냥 춤이 아니라 동작과 안무를 배우는 과정이었음. 사람들에게 새롭고 복잡한 걸 가르치면 신경가소성이 증가한다는 건 당연함
    인용문에 따르면 신체 강도는 맞췄고, 한 처치에는 대조군에 비해 상당한 정신적 요소가 추가됐음
    댄스를 조정, 웨이트, 스피닝 등과 비교해보면 됨. 그런 활동은 뇌 없는 모터도 규칙적으로 해낼 수 있음. 그런 활동이 신경가소성을 유도한다는 건 멋지지만, 더 풍부한 활동이 뇌에 더 좋다는 건 놀랍지 않음
    젊은 사람의 뇌도 평범한 노인 운동 프로그램보다 이런 수업에서 더 좋아질 거라고 보는 게 당연함. 나는 오히려 배드민턴, 탁구 같은 저충격 경쟁 스포츠와 비교하고 싶음. 춤처럼 전신 협응, 계획, 반사신경 등을 요구하기 때문임