왜 어려운 일을 하면 더 지칠까? 머리 쓰기와 칼로리는 관계가 있을까?

 

머리를 많이 쓰면 칼로리 소비가 더 될까?

사람들은 종종 머리를 많이 쓰는 작업이 칼로리를 더 소모한다고 생각합니다. 격렬한 운동이 신체 에너지를 소모하듯, 집중적인 정신 활동도 뇌를 지치게 만드니 당연히 에너지를 더 소모할 것 같아 보입니다.

그러나 과학적으로 따져보면, 정신적 작업으로 인한 칼로리 소비는 신체 활동에 비해 미미합니다. 대신, 뇌는 다른 방식으로 피로를 경험하고 자원을 관리합니다. 아래에서 이 주제를 자세히 살펴보겠습니다.

뇌와 에너지 소비

뇌는 우리 몸에서 가장 에너지 소모가 많은 기관 중 하나로, 전체 기초대사량(Basal Metabolic Rate)의 약 20%를 차지합니다. 주로 포도당을 에너지원으로 사용하는데, 이 에너지는 기본적인 생명 유지와 신경 활동에 사용됩니다.

그러나 강도 높은 정신적 작업이 추가적인 에너지를 소모하는 양은 의외로 매우 적습니다.

연구 결과 : 어려운 작업은 시간당 4칼로리(4kcal)만 더 소비한다

• 한 연구에 따르면, 머리를 많이 쓰는 작업이 추가로 소모하는 에너지는 단 1g의 포도당(약 4kcal) 미만으로, 이는 작은 사탕 한 알(Tic Tac)의 에너지보다도 적습니다.
• 따라서, 격렬한 두뇌 활동이 신체적으로 느껴지는 피로와 에너지 소비를 동일하게 연결짓는 것은 잘못된 가정입니다.

 

두뇌 피로의 원인: 글루타메이트 축적

 

두뇌 피로는 단순히 에너지가 부족해서 발생하는 것이 아닙니다. 최근 연구에서는 피로의 주요 원인을 뇌의 신경 화학적 변화에서 찾고 있습니다.

 

글루타메이트와 피로

• 뇌에서 글루타메이트는 학습, 기억, 그리고 신경 활동을 담당하는 주요 흥분성 신경전달물질입니다.
• 집중적인 작업을 계속하면 글루타메이트가 축적되어 뇌의 특정 부위(특히 전측 전두엽 피질)에 영향을 미칩니다.
• 이 축적은 뇌가 피로를 느끼게 하고 작업을 중단하도록 신호를 보냅니다. 이는 뇌가 균형을 회복하고 손상을 방지하려는 자연스러운 메커니즘입니다.

 

 

실험적 증거

실험 과정

• 연구자들은 참가자들에게 약 6시간 동안 인지 과제를 수행하도록 했습니다. 일부는 간단한 작업을, 다른 일부는 복잡한 작업을 할당받았습니다.
  • 복잡한 작업 : 모니터에 나오는 단어를 외우는데 3글자 이상
  • 간단한 작업 : 모니터에 나오는 단어를 외우는데 딱 1글자
• 참가자들은 작업을 한 후 2가지 중에 추가로 작업을 선택하게 했습니다.
  • 50달러를 받고 자전거를 높은 강도(6단계)로 타거나 vs 30달러를 받고 자전거를 낮은 강도(2단계)로 타거나 하는 것이었습니다.

 

결과

• 머리를 많이 쓴 사람들은 돈을 적게 받고 자전거를 쉽게 타는 걸 택했습니다. 
• 반대로 쉬운 작업을 한 사람은 돈을 많이 받고 자전거를 어렵게 타는 걸 택했습니다. 
• 머리 쓰는 일이 그 다음의 일과 연결되어 있었던 겁니다. 
• 참가자들의 뇌를 자기공명분광법(MRS)을 통해 분석한 결과, 복잡한 작업 사람들의 두뇌에 글루타메이트 농도가 더 높았습니다.  두뇌(전측 전두엽 피질)에 더 많은 피로 물질(글루타메이트)가 쌓인 것입니다. 

 

 

정신 활동으로 인한 칼로리 소비와 피로

칼로리 소비

• 정신 활동은 에너지 소비를 증가시키지 않지만, 집중적인 작업은 뇌의 신경 화학적 변화를 유발하여 피로를 초래합니다.
• 즉, 머리를 많이 쓰는 작업은 신체 에너지를 고갈시키지 않지만, 뇌의 자원 소모를 유발해 우리가 피곤하다고 느끼게 만듭니다.

피로 관리

• 정신적 피로를 회복하는 가장 효과적인 방법은 수면입니다. 수면은 뇌에서 축적된 글루타메이트를 감소시키고, 뇌의 균형을 회복하는 데 도움을 줍니다.

 

머리를 쓰고 나서 초콜릿이 당기는 이유는?

• 실제 칼로리는 많이 소비하지 않았지만, 피로를 줄이기 위해서입니다. 단것을 먹으면 회복되었다는 느낌을 받게 되기 때문입니다. 
• 머리를 많이 쓰는 사무실이 간식을 좋아하고 살이 쉽게 찌는 이유를 여기서 알 수 있습니다. 칼로리 소비는 많이 되지 않았는데 피로해서 단 것을 먹으려고 하기 때문입니다. 
• 머리를 많이 쓰고 나면 한동안 두뇌를 쉬거나, 산책 등을 하는 걸 추천합니다. 

 

 

결론

머리를 많이 쓰는 작업은 신체적으로 에너지를 크게 소모하지는 않습니다.

 

실제로 칼로리 소비는 미미한 수준에 그칩니다. 그러나 정신적 작업은 뇌의 신경 화학적 환경을 변화시켜 피로를 유발합니다.

이 피로는 뇌의 자원을 보존하고 손상을 방지하기 위한 자연스러운 메커니즘입니다.

 

따라서 정신적으로 피로할 때는 충분한 수면과 휴식을 통해 뇌의 균형을 회복하는 것이 가장 좋은 해결책입니다.

 

 

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참고 - 이코노미스트 (How thinking hard makes the brain tired :  https://www.economist.com/science-and-technology/2022/08/11/how-thinking-hard-makes-the-brain-tired )