이제 곧 중간고사다. 1분만 시간을 내어 아래 글을 읽어보자. 화학의 관점에서 중간고사 성적을 올릴 수 있는 3가지 방법에 대해 알수 있을 것이다. 전혀 손해보지 않을 것이라 약속한다.
공부 시간만 늘린다고 성적이 오르지는 않는다. 뇌가 정보를 저장하고, 집중을 유지하고, 에너지를 만들어내는 화학적 조건이 먼저 갖춰져야 한다. 결국 시험 성적은 의지보다 뇌의 상태가 좌우하는 경우가 많다. 몇 가지 뇌의 영양과 화학을 이해하면, 성적을 올릴 수 있는 방법을 찾을 수 있을 것이다.
첫째, 카페인 섭취를 통제하라.
기억력은 정보를 뇌에 저장하는 과정이다. 우리가 배운 내용은 단순히 읽는다고 바로 내 것이 되지 않는다. 우리가 암기한 정보는 뇌의 ‘해마’라는 기관에 들어갔다가 장기기억으로 옮겨지면서 ‘기억’이 된다. 이 과정을 돕는 핵심은 충분한 휴식과 안정된 신경 환경이다. 장기기억으로 전환되는 과정은 수면을 통해 이루어진다. 요즘 아이들은 고농도 카페인 음료를 많이 마신다. 커피와 카페인 에너지 드링크에 들어있는 고농도 카페인은 각성을 높이는 듯 보이지만, 수면의 질을 떨어뜨리고 기억 공고화에 불리하게 작용할 수 있다. 실제 인간 연구에서도 소량의 카페인은 학습 후 기억 공고화를 향상시켰지만, 효과는 역 U자형 용량 반응을 보였고 너무 많으면 오히려 안먹느니만 못할 수 있다. 시험기간에 필요한 것은 더 강한 자극이 아니라, 기억이 굳어질 시간을 지켜주는 일이다. 잠이 안올 정도의 카페인 섭취는 학습 기억력에 매우 좋지 않다.
둘째, 뇌 활동을 높이기 위한 뇌혈류를 확보하라.
뇌는 몸무게의 약 2%에 불과하지만 산소와 포도당을 매우 많이 소비하는 기관이다. 평소에는 우리 몸 전체 사용량의 20%를 사용하고, 청소년들의 긴장과 스트레스 환경에서는 60%까지도 뇌가 홀로 소비한다고 알려져있다. 뇌에 에너지를 공급하는 유일한 방법은 ‘피’를 통해서다. 뇌에 혈류를 공급하는데 중요한 영양소가 아르지닌이다. 아르지닌은 혈관을 이완시키고, 뇌로 가는 혈류를 원활하게 만드는 데 관여한다. 동물 연구에서 L-아르지닌 투여가 뇌혈류를 증가시키는 것이 확인되었다. 또한 아르지닌은 기억력의 향상에도 긍정적 영향을 주는 것으로 나타났다. 혈류가 좋아지면 산소와 영양 공급이 개선되고, 그만큼 집중과 사고의 효율도 높아질 수 있다.
셋째, 뇌에 에너지를 충분히 공급해야 한다.
시험기간의 뇌는 평소보다 더 많은 에너지를 쓴다. 스트레스가 커질수록 뇌의 에너지 수요는 더 늘어나고, 이때 미토콘드리아의 대사 기능이 중요해진다. 비타민 B군은 이 에너지 생산 과정의 조효소로 작동한다. 특히 비타민 B1은 포도당을 에너지로 바꾸는 핵심 회로에 필요하고, 비타민 B2, B3, B5는 산화환원과 코엔자임 대사에, 비타민 B6는 신경전달물질 합성에 관여한다. 비타민 B12와 엽산은 신경계의 정상 기능과 메틸화 대사에 중요하며, 결핍 시 인지기능 저하와 관련될 수 있다. 즉, 뇌는 단순히 ‘잠을 덜 자서’ 움직이는 것이 아니라, 제대로 된 연료와 촉매가 있어야 오래 버틴다.
요즘 중고등학생들은 시험 성적을 위한 안간힘으로, 잠을 쫓기 위해 고농도 카페인 에너지드링크를 마신다. 하지만 카페인과 당류, 향료가 가득한 음료는 뇌영양학적으로 그리 좋은 선택이 아니다. 잠깐 정신이 맑아지는 느낌은 줄 수 있어도, 불안감과 수면 저하를 부르고 결국 기억력과 학습 효율에는 역효과를 낼 수 있다. 에너지드링크를 마신다면 단순한 자극만 주는 음료보다, 비타민 B군이나 아르지닌, 타우린 등의 아미노산처럼 뇌의 에너지 대사와 신경 기능을 실제로 돕는 성분이 들어 있는지 먼저 살펴봐야 한다. 시중에 판매되는 기능성 음료 중에 이런 조건을 만족시키는 제품은 거의 없다. 카페인 없는 에너지 드링크로 ‘스터디샷’ 등의 제품이 최근 등장하고 있지만, 아직 대중적이지는 않다. 타우린, 아르지닌, 비타민B, 비타민C, 콜린, 이노시톨, 홍삼 등 도움이 될 수 있는 다양한 영양소가 들어있다.
시험은 정신력의 싸움처럼 보이지만, 실제로는 화학 물질, 영양소의 싸움이다. 기억을 굳히고, 혈류를 돌리고, 에너지를 공급하는 세 가지 조건이 갖춰질 때 뇌는 가장 잘 작동한다. 중간고사 성적을 올리고 싶다면, 책상 위 공부법만 바꿀 것이 아니라 뇌 안의 화학 환경부터 바꿔야 한다. 자, 이번 중간고사부터 한번 실천해보자. 실천해서 손해보는 것은 없고, 이득만 있으니, 실천하지 않을 이유가 없다.
*저자 이동헌은 중동중학교를 수석 졸업했고, 한성과학고등학교를 조기졸업하고, KAIST를 입학하여 학사, 석사, 박사를 졸업하고 현재 랩투보틀 대표이사이다.