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30년 ‘뇌’만 연구한 결과
“걸어라 그러면 성공한다”
존 레이티, 에릭 헤이거먼의 <운동화 신은 뇌>
존 레이티는 하버드대학교 의과대학 정신의학과 교수이자 신경정신과 건강 전문가이다.
그는 주로 불안이나 주의 산만에 대한 연구를 깊게 해왔다.
그가 주장하는 핵심은 "걸어라 그러면 성공한다"
누구나 운동을 하염 기분이 좋아진다는 사실을 알지만 도대체 왜 그런지를 아는 사람은 별로 없다. 유쾌한 기분이 드는 진짜 이유는 운동을 해서 혈액을 뇌에 공급해 주면 뇌가 '최적의 상태'가 되기 때문이다.
미국의 어떤 학교가 있는데 모든 반 시간표의 '0교시'에 체육 수업을 편성해서 학교 전체 성적이 엄청나게 올라간 한 학교의 사례가 있다.
이 학교는 일리노이주 시카고 서쪽에 있는 '네이퍼빌 센트럴 고등학교'이다.
오전 7시 10분, 갓 입학한 신입생들은 반쯤 졸린 눈으로 천천히 스트레칭을 하고 있었다. 곧바로 체육 선생님이 나타나서 학생들에게 맥박 측정기와 스톱워치가 가득 들어있는 가방을 건네면서 말했다.
"자, 일단 준비운동을 끝내고 운동장에 나가서 약 1.6km를 달리는 거야. 400m 트랙을 한 바퀴 돌 때마다 초시계의 빨간 단추를 누르는 걸 잊지 말고 각자 구간별 기록을 스스로 알 수 있으니까. 그리고 꼭 기억해야 할 건, 마지막 4바퀴를 돌 때도 속도를 절대 늦추면 안 된다는 거야. 그리고 달리기를 마치면, 파란 단추를 눌러서 초시계를 멈추는 거지. 그러니까 너희들 목표는 마지막까지 최선을 다해서 달리는 거야. 이건 아주 중요한데 달리는 동안 평균 심장박동 수치는 최소 185가 되어야 한다."라고 학생들에게 말했다.
이 수업은 전통적인 체육 수업과는 완전히 달랐다. 이 수업의 목적 자체가 피구를 하는 것 같이 몸을 쓰는 요령을 배우는 게 아니다. 정규 수업, 그러니까 읽고 쓰기를 포함한 다른 과목의 학습 능력 향상에 도움이 되는 바로 '부스터 운동'에 초점이 맞춰져 있었다.
그래서 매일 1교시가 시작되기 전에 이 학교의 체육 교사들은 다양한 방식으로 심박수를 높게 만드는 유산소 운동을 학생들에게 시켰다.
학교에서 학생들을 의무적으로 0교시 유산소 수업에 동원한 게 아니였다. 처음에서 지원하는 학생들이 몇 없었다. 그런데 0교시 체육 수업을 듣는 학생들이 점차 달라지는 걸 보면서 학생들이 자발적으로 지원을 점점 더 하기 시작한 것이다.
이 학생들이 받은 수업은 정확히 평균 심장박동이 최대 심장 박동 수치의 80~90% 수준으로 계속 유지될 수 있게 짧고 굵게 운동은 딱 하고 끝내는 것이다. 이 수업을 들은 학생들은 아침 운동을 통해 기분이 좋아지는 것은 당연하고, 문해 수업에서도 예전보다 훨씬 뛰어난 읽기 능력을 발휘했다고 한다.
학기 말에 아침 운동을 한 그룹의 학업 성취도를 따로 조사했는데 읽기 능력가 문장 이해력은 학기 초에 비해 17% 향상이 된 것이다. 반면 0교시 체육 수업을 듣지 않고 그냥 정규 체육 수업만 받은 학생들의 향상도는 최대 10% 정도에 그쳤다고 한다.
이 학교의 실험은 계속되었고 0교시 체육 수업을 받은 학생들을 두 그룹으로 나눠서, 한 그룹은 운동의 효과가 남아있는 2교시에 문해 수업을 받게 했고, 다른 그룹은 운동의 효과가 사라진 8교시에 수업을 받게 했다. 결과는 당연히 2교시에 수업을 받을 학생들이 월등한 학습 능력을 보였다.
이후 교사들은 0교시 학습의 효과를 최대한 활용할 수 있게 사실상 가장 어려운 과목을 이 0교시 체육 바로 다음에 편성하기 시작했다. 그 결과 이 학군에 있는 학생들 중에서 이 학교 학생들이 전국에서 학업 성적이 가장 큰 폭으로 향상됐다고 한다.
이 학교는 0교시 수업을 시작한 이후에 학업 성취도는 일리노이주 전체에서 꾸준히 상위 10% 내에 들어갔다. 전교생 모두가 의무적으로 치러야 하는 학력평가에서 0교시 체육 수업을 이어오고 있는 센트럴 고등학교가 성적이 우수한 일리노이주의 뉴트라이어 고등학교와 연합으로 참가한 다른 고등학교와 단체 시험을 치렀다. 결과는 과학 과목에서 센트럴 고등학교는 시카고 지역 모든 연합팀을 제친 건 당연하고 싱가포르까지 제치고 세계 1위를 차지했다. 수학의 경우엔 수학 강국인 아시아 국가들 싱가포르, 한국, 대만, 홍콩, 일본에 이어 6위를 했다. 국가 전체로 보면 미국은 과학 18위, 수학은 19위를 했는데 이 센트럴 고등학교가 진짜 말도 안 되는 결과를 낸 것이다.
이 결과를 두고, 당시 미국 언론은 이렇게 평가를 했다. "미국은 학군별 차이가 너무 크지만, 그래도 네이퍼빌 센트럴 고등학교와 같은 학군이 있어서 아주 다행이다."
이후 미국 전역으로 꽤 많은 학교들로 이 0교시 체육 수업이 널리 퍼지기 시작했다. 자전거 타기, 수영, 댄스 등 0교시 체육 수업의 형태는 다양했는데, 어다까지나 가장 중요한 '심박수 올리기'에 초점이 맞춰져 있었다.
이 부분에 대해 저자는 이렇게 말했다. "나는 네이퍼빌의 학생들이 독특한 체육 수업을 받아서 유달리 똑똑한 거라고 말하고 싶지는 않다. 그러나 다른 지역과 유별나게 다른 점, 독특한 체육 수업이 있고, 학업 성적이 극히 뛰어나다는 사실을 지나치기에는 그 상관관계가 너무도 호기심을 자극하는 것이기에 직접 확인하지 않을 수 없었다. 정말로 운동이 무언가를 배우는 것에 영향을 끼칠까? 사실 이 문제를 전문적으로 연구한 사례는 거의 없었다. 그런데 이 사실을 가장 분명하게 보여주는 것은 캘리포니아주 교육부가 내놓은 자료이다. 지난 5년간의 자료를 보면 해마다 어김없이 건강검진 수치가 좋은 학생들이 성적도 더 높았다"
캘리포니아 교육부는 주정부의 지시로 실제로 백만 명이 넘는 학생들의 자료를 조사했다고 한다. 폐활량과 체지방 비율을 포함한 총 6개 항목을 측정했다. 2001년도 자료를 보면 이 수치에서 건강한 학생들의 성적이 건강하지 못한 학생들보다 2배가 더 높았다. 여기서 부모가 금수저여서 교육을 더 잘 시켰다는 변수가 있을 수 있기 때문에 저소득층 학생들만을 대상으로 조사를 했을 때도 마찬가지로 건강한 학생의 점수가 건강하지 못한 학생들의 점수보다 더 높게 나왔다.
결국 저자는 뇌 건강이, 신체 건강에 비례한다는 결론을 명쾌하게 도출해 냈다.
신경 생리학자 찰수 힐먼은 학생 216명을 대상으로 건강과 성적 간의 상관관계를 분석했다. 그러다가 정말 흥미로운 사실을 발견했는데 앞서 캘리포니아주 교육부가 학생들에게 실시는 6가지 건강 측정 항목 중에 특히 2가지 종목이 성적하고 엄청나게 밀접한 관련이 있다는 사실을 밝혀냈다.
힐먼 박사는 "체질량과 폐활량이 성적과 가장 밀접한 상관관계를 보였는데, 그 관계가 너무 뚜렸해서 오히려 믿기 어려울 정도였다."
힐먼 박사는 여기에 만족하지 않고 신경학적인 측면에서 더 심도 있는 연구를 진행했다. 체질량 폐활량, 이 2가지 항목에서 평균 이상으로 건강한 아이와 그렇지 않은 아이를 반반씩 섞어 놓은 40명의 학생들을 대상으로 집중력, 암기력, 계산 속도를 측정했다. 그리고 뇌파 측정기에 나온 결과를 보면 건강한 아이의 뇌에서 일어나는 전기 신호, 그러니까 뇌 활동이 훨씬 활발했다. 건강한 아이의 뇌가 어떤 문제를 해결하는데 훨씬 많은 뉴런이 동원된다는 것을 증명했다. 힐먼 박사는 실험 결과로 증거가 더욱 명확해졌다고 말했다. 신체가 건강하면 집중력이 높아진다는 것이다. 그리고 건강한 아이들이 실수한 다음에도 막 서두르지 않고 다음 문제를 확실하게 맞추려고 소위 '마음을 가다듬는다'는 사실을 알게 된 것이다.
이 부분에 대해 저자는 "운동이 생물학적 변화를 촉발해서 뇌세포들을 서로 연결시킨다는 연구 결과가 도출됨에 따라 운동이 공부에 도움이 된다는 개념이 점점 설득력을 얻고 있다. 뇌세포 간의 연결은 뇌가 위협적인 상황에 대처할 기본적인 능력을 갖추었음을 반영하는 것이다."
"그러므로 뇌가 학습을 하기 위해서는 뇌세포 간의 연결이 반드시 이루어져야 한다. 신경 과학자들의 연구에 따르면 운동이 뇌에 엄청난 자극을 가해서 학습에 적합한 능력과 의지를 갖추게 한다는 사실은 보다 명확해진다."
"특히, 유산소 운동이 중요하다. 이 유산소 운동은 외부 상황에 대처하는 능력을 길러주고, 뇌의 균형을 바로잡을 뿐만 아니라 뇌기능을 최적화한다. 그러므로 자신의 가능성을 최대한 발휘하고 싶은 사람은 반드시 유산소 운동은 해야 한다."
저자가 강조하는 부분은 이것이다. "학교에서 가르치는 것은 체육이라기 보다는 생활 방식이라고 해야 마땅하다. 조금이라도 젊었을 때 규칙적으로 운동을 한 아이들은 습관에 중독 되듯이 운동에 중독된다. 그리고 어른이 되어서도 그럴 가능성이 높다. 이것을 이미 통계로 확인된 사실이다."
센트럴 고등학교를 졸업한 두 딸을 둔 한 아빠를 이렇게 말했다고 한다. "이 학교에서는 단순히 운동만 가르치는 게 아닙니다. 아이들의 마음에 변화를 일으킨 것이죠. 체육 수업이라보다는 동기 부여 프로그램에 가깝습니다. 덕분에 아이들은 이제 자신의 역량을 믿고 있어요. 두 아이 모두 자신감에 차 있죠. 아이들이 처음부터 그랬던 것은 아니에요. 그런데 어느 순간 변해 있었습니다."
길이 없는 숲을 계속 걸어 다니면 새로운 길이 생기고 다져진다. 자신이 뭔가를 그냥 계속하면 거기에 맞춰서 뇌에 새로운 회로가 자리 잡는다. 길이 나는 것이다.
플라톤이 이런 말을 했다.
"신이 우리에게 준 성공에 필요한 두 가지 도구는
교육과 운동이다.
하나는 영혼을 위한 것이고, 다른 하나는 신체를 위한 것이다.
이 둘은 결코 분리할 수 없다.
이 둘을 함께 추구하는 자만이 그 길에 이른다."
