탄산수가 집중력과 주의력을 높이고 인지적 피로를 완화하는 효과가 있다는 연구 결과가 나왔다.

일본 쓰쿠바대 연구팀이 성인 e스포츠 선수 15명을 대상으로 섭취하는 음료에 따른 인지적 피로 차이를 분석했다. e스포츠는 온라인상에서 승부를 겨루는 스포츠로 공간 추론, 지속적인 주의력, 정보 처리 등 고도의 인지능력을 요구한다. 이처럼 정신적으로 부담이 큰 활동을 하는 동안에는 인지 기능이 저하되는 인지적 피로가 쌓인다.

연구팀은 “현대인들은 종종 피로 누적을 경험하고 해소를 위해 카페인이나 포도당을 함유한 음료를 섭취한다”며 “이는 섭취 시 인지기능을 향상시켜 인지적 피로의 진행을 막으나 장기간 섭취할 경우 심박수 이상, 수면 장애, 포도당 내성 저하 등의 부정적 영향을 미칠 수 있다”고 말했다. 인지적 피로 관리에 도움이 되는 보다 안전하고 지속 가능한 음료를 발견하는 것이 연구의 목적이다.

참여자들은 세 시간 동안 e스포츠에 참여했으며 연구팀은 참여자들의 스트레스 호르몬(코르티솔) 수치, 동공 직경, 심박수, 혈당을 실시간 모니터링 했다. 연구팀은 참여자들의 인지적 피로 정도를 확인하기 위해 e스포츠 플레이 전후로 인지 과제를 부여했다. 빠르고 정확하게 화살표 방향에 해당하는 키를 눌러 인지 반응 속도를 확인하는 방식이었다. 참여자들은 e스포츠를 하는 동안 일정한 간격으로 섭씨 4도의 탄산수나 생수를 500mL 마셨다. 이틀 뒤, 참여자들은 동일한 조건에서 다른 종류의 탄산수와 생수를 마시며 실험을 반복했다.

분석 결과, 탄산수를 마신 사람은 생수를 마신 사람보다 인지적 피로가 덜했으며 집중력, 주의력이 개선됐다. 생수 섭취군은 e스포츠 두 시간 뒤부터 동공 직경이 감소한 반면, 탄산수 섭취군에서는 안정적으로 유지됐다. 동공 크기는 전두엽 활동을 나타내는 지표로, 수축한 경우 전두엽이 덜 활성화되고 인지적 피로가 쌓였음을 나타낸다. 두 그룹 간 심박수, 혈당 등은 유의미한 차이가 없었다. 이는 탄산수가 에너지 대사나 스트레스 수준의 변화와 무관하게 전두엽 활동에 영향을 미친다는 것을 시사한다.

탄산수 섭취군은 인지적 피로 외에 참여자들이 주관적으로 느끼는 피로도 완화하는 것으로 나타났다. 연구팀은 설문조사를 통해 참여자들이 e스포츠 활동 중 느끼는 주관적인 감정을 평가했다. 그 결과, 탄산수 섭취군이 생수 섭취군보다 즐거움을 더 느꼈다.

연구팀은 탄산수가 동공 직경으로 나타나는 각성 경로를 통해 전두엽 활동을 강화하기 때문으로 분석했다. 탄산수에 함유된 이산화탄소는 TRP 수용체(여러 자극에 반응해 세포 내로 칼슘과 나트륨을 투과시키는 수용체)를 활성화해 뇌간 전두엽 피질을 비롯한 인지 조절에 관여하는 뇌 영역을 자극하는 기전이다.

한편, 이 연구 결과는 ‘인간 행동 보고서(Computers in Human Behavior Reports)’에 최근 게재됐다.