뇌가 즐거워지게 하는 기억이란?​

​​흔하게 단순히 존재하는 것이 아니라 기억을 통해 새롭게 완성하는 것을 의미하는 말로 ‘나는 곧 나의 기억이다’라고 한다. 기억은 아는 사람들의 얼굴이나 전화번호를 머릿속에 저장하거나 시를 암송하는 능력 이상의 어떤 것이다. 기억이 없다면 단순한 문장하나도 제대로 읽을 수 없다. 문장 안에 담긴 내용을 분별하고 해석하려면 그 문장이 끝날 때까지 최소한 문장의 첫머리 글부터 기억할 수 있어야하기 때문이다.

과거에는 기억을 창고나 도서관처럼 생각하고, 최근 50년 사이에서는 컴퓨터와 비슷하다고 비유했다. 이런 것들의 기능은 기억을 적절한 방법으로 정리해 놓음으로써 언제든지 신속하게 접근할 수 있다는 점이다. 하지만 이러한 비유에는 기억이라는 개념을 설명할 수 있겠지만 지나간 일들을 생각하는 회상이라는 개념은 없다. 그런데 인류가 관심을 갖는 문제는 저장이 아니라 회상, 즉 기억을 떠올리는 것이다. 그런데도 인간은 아직도 인간의 뇌를 모른다.

이런 생각을 해보자. 내 생애 최고의 뇌는 언제라고 생각하는가?

최근 여러 방면의 연구결과를 통해 중년의 뇌가 가장 뛰어나다는 사실이 증명되어지고 있다. 캘리포니아 대학의 달립 제스트 박사는 ‘나이가 들수록 도파민 양이 줄어 감정적 결정이나, 충동적인 결정을 덜하게 된다.’ 우리가 지혜라고 일컫는 것이 사실은 호르몬의 작용이라는 것이다.

또 한 가지 원인은 신경섬유의 축삭을 감싸는 피막인 미엘린층에서 찾을 수 있었는데, 미엘린은 뉴런을 통해 전기신호가 누출되지 않도록 보호하는 절연체 역할을 한다. UCLA대학 조지 바토조커스 교수가 19~76세 남성 70명의 뇌 영상 촬영 결과에서는 미엘린이 가장 많은 연령대가 50대였다.

마지막으로 나이가 들면 좌－우뇌를 함께 사용하는 양측 편재화로 수행능력이 탁월해 진다는 견해도 있었다. 하지만 중년의 뇌가 아무리 탁월하다고 해도 나이가 들수록 저절로 똑똑해 지는 것은 아니다. 젊은 시절에 뇌를 얼마나 잘 썼느냐에 따라 중년의 뇌가 결정된다. 중년에 내 생애 최고의 뇌를 맞이하기 위해서 뇌에 더 관심을 가져야겠다는 것이 강조된다. 그 중에서 뇌의 신비를 단적으로 보여주는 것 중에 하나가 바로 기억이다. 과연 기억은 과연 어떤 작용원리나 구성을 통해 이루어지는가?

뇌 전체 작용의 50%를 차지하는 기억이 무엇과 비슷한지 찾아낸 것은 기억의 근원이라고 할 수 있다. 기억의 근원으로 일컫는 시퀀스(sequence)는 기억의 대체 개념으로 이해할 수 있게 되었다. 기억을 대체할 수 있는 개념이 되는 것이다. 이 시퀀스(sequence) 용어는 흔히 공학을 비롯해서 많은 분야에서도 쓰이는 말이다. 이것을 ‘기억’에 대체해도 좋다. 그 의미를 말하면, 일련의 연속적인 사건들, 사건과 행동 등의 순서가 된다. 기억 중에는 ‘일화기억’인데, 모든 기억을 대체해도 될 정도이다. 왜냐하면, 대부분의 기억은 ‘일화기억’으로부터 출발하기 때문이다. 일화기억이 나중에 공동 팩트만 남아 ‘의미기억’이 되는 것이다. 의미기억이 더 빈번하게 무의식적으로 인출하는 과정이 ‘절차기억’이기 때문이다. 모든 기억의 생물학적 근원은 ‘시퀀스’라고 할 수 있다. 이것은 순서, 순차, 서열을 의미한다.

기억이 일어나는 과정은 부호화(인코딩, encoding), 저장(storage), 공고화(consolidation, 경화) 그리고, 인출(retrieval)의 4단계로 진행된다.

첫 번째, 부호화(인코딩, encoding)는 언어, 시각, 음악 등 다른 형태의 감각정보를 처리하고 저장하기 위해 그 정보를 어떤 체제 안으로 변형시키는 과정을 뜻한다.

두 번째, 저장(storage)은 부호화된 정보를 기억 체계 속에 유지시키는 것이다.

세 번째, 공고화(consolidation)는 초기에 습득한 기억의 흔적을 안정시키고 확고하게 형성하는 과정이다.

다섯 번째, 마지막 단계는 인출(retrieval)이다. 장기기억에서 정보를 찾는 탐색과정이다. 이것은 장기기억에서 작업 기억으로 정보를 전달하는 과정이 된다.

기억의 첫 단계인 사건의 학습은 시각, 청각, 후각을 통해 들어온 정보가 피질을 거쳐 해마로 들어온 것이다. 이것은 일화(사건)기억을 중심으로 말할 때, 사건을 학습하는 단계이다. 하나의 사건은 많은 구성요소를 갖게 되는데, 감각정보가 연합감각피질(신피질)로 저장되는 것이다. 이것들이 전부 연결하는 Multisensory Association Adaptor에 해당하는 영역으로 진행되면서 더 고위 피질에서 저장된다. 여기까지의 과정은 신피질에서 일어나고 있다. 신피질(neocortex)은 대뇌피질 중에서 발생적으로 최근에 분화된 것이며, 주된 역할은 운동, 체감각, 시각, 청각, 고도의 정신작용, 연합(학습) 등에 관한 것이다.

다음 과정은 구성요소 각각이 MTL(뇌측두엽, Medial temporal lobe)과 연결된다. MTL은 해마복합체가 기억을 형성하는 영역이며, 기억에 관련하며, 측두엽의 안쪽에 위치하는 해마(Hippocampus)를 관장한다. 신피질에 저장되는 요소들이 바로 MTL과 연결되는 것이다. 다시 말해 학습해야할 만한 사건이 벌어지고, 기억될 만한 사건을 발견하고 감지한 상태이다. 즉, 눈앞에서 일어나는 사건들의 정보들이 시각, 청각 등 모든 감각정보가 해마를 통해 들어가고 있는 상황이다. 이런 과정이 사건학습의 첫 단계이다.

다음 단계 과정은 ‘사건결합’이 일어나는 단계이다. 사건결합은 이전에 경험된 유사한 경험과 감각입력 경험의 연결 과정이다. 이러한 연결이 안 되면 그 사건은 바로 잊어버리게 되는 것이다. 사건을 보고 기억을 잘 하느냐 못하느냐 하는 정도는 전적으로 그 사람의 사전 기억에 의존하게 된다. 이 말은 인간의 지식은 전적으로 사전지식과 비례한다.

예를 들어 베토벤 교향곡을 들어보지 않은 사람은 어떤 피아노곡을 들어도 교향곡의 기억이 남지 않고 단순히 소음으로 밖에 인식할 수 없게 된다. 그래서 개개인이 학습하는 것은 전적으로 그 사람의 기억을 바탕으로 학습한다. 극단적 빈익빈 부익부가 일어나는 것이 학습현장이다.

엄청나게 많이 알고 있는 사람은 모든 정보와 결합할 수 있다. 학습한다는 것은 결합할 수 있는 지식정보의 연결고리가 그 만큼 많다는 것이다. 다시 강조하면, 역사학자가 아는 사도세자에 대한 연결고리가 되는 정보와 학습되지 않은 초등생한테서 인식되는 정보의 차이정도로 생각하면 된다. 사전정보가 결합되지 못한 정보는 바로 사라지게 된다.

그렇다면, 우리는 왜 학습해야 되는가? 학습은 즐겁기 위해서 한다. 결합 고리가 되는 정보가 많아져서 울림이 커지면 도파민이 많이 분출되게 된다. 바로 그런 상태가 즐거운 상태가 되는 것이다. 왜 즐겁지 못할까? 라고 한다면, 사전 기억이 없기 때문이다. 화가나 영화평론가가 우리가 일반적으로 느끼는 것보다 엄청난 감성적 측면이 풍부한 것은 일반인보다 사전기억이 많기 때문이다. 이런 현상은 전적으로 기억에 의존한다. 공부의 관점에서 인간에게 가장 서글픈 사실은 그 사람의 사전정보와 사전지식에 전적으로 비례하기 때문에 지식이 없는 사람은 학습능력을 갖지 않는 상태이다. 이러한 학습능력은 사전정보인 기억에 의존하기 때문이다. 결합사건은 MTL과 신피질의 정보가 양방향으로 진행하는 단계이다.

세 번째 과정은 공고화(consolidation) 단계이다. 경화되는 과정으로써, 뇌 안에서 일어나는 현상으로 이때 신피질에 저장된 정보(기억)와 MTL을 통해 새로운 정보가 들어오는 과정에서 일어나는 것을 말한다. 이것은 사건결합과정에 대해 근본적인 차이는 학습(정보)이 일어난 후 시간이 흐른 상태에서 일어나는 것이다. 이어서 사건결합단계와 별개의 상태에서 감각입력이 들어오지 않는 상태에서도, 새로운 정보가 들어오게 되면 전에 봤던(저장된) 것에 대해 개별적으로 하나하나의 요소들이 독립된 실체로 경고성을 갖게 되는 패턴분리(pattern separation)가 일어난다. 즉 경화(consolidation)과정이 된다. 경화의 두 번째 단계에서는 인간의 뇌에서 가장 놀랄 현상이 벌어지는 단계이다. MTL(해마형성체, hippocampal formation)에서 신피질로 정보를 보내고 나서 MTL(해마복합체가 기억을 형성하는 영역)과 정보가 ‘장기기억화’ 된다. 이것은 해마에 의존하지 않고 장기기억 상태를 만든다. 이것이 기억의 실체이다.

헨리 구스타프 몰레이슨(1926~2008, Henry Gustav Molaison)은 뇌전증을 치료하기 위해서 수술 적으로 해마를 포함한 내측 측두엽이 제거된 미국의 기억장애 환자이다. 그는 옛날 기억을 다 하고 있다. 기억이 공고화되기 위해서는 신피질로 이동돼야 한다. 여기서 기억할 것은 먼저, 해마는 기억을 저장하는 곳이 아니다. 다음은 장기기억을 저장하는 곳은 대뇌피질 전체이다. 주로 감각연합피질에 저장하게 된다.

세 번째는 해마가 기억에 관여하는데, 기억의 4가지 단계 중에서 부호화(인코딩, encoding)와 인출(retrieval)에 관여한다. 만약 사람의 신체기능 중에서 팔이 없다면 손으로 할 수 있는 어떤 일들도 할 수 없게 되지만, 그런데 기억의 놀라운 기능은 기억을 잊어버려도 뇌는 아무런 손상을 받지 않는다.

마지막 단계, 사건인출(retrieval)이다. 사건회상이라고 말할 수 있으며, 장기기억에서 정보를 찾는 탐색과정, 혹은 장기기억에서 작업기억으로 정보를 전달하는 과정이다. 지나간 사건정보가 저장되어 있는 상태에서 상황전개 중에 일화정보로 부분단서(Partial Que)를 통해서 보고 듣고 느끼게 되면 저장된 기억정보를 인출할 수 있게 된다.

이때, 부분단서(Partial Que) 제시만으로도 관련된 정보들을 한꺼번에 쫙 풀려 연상하게 된다. 신피질과 MTL(해마형성체 포함)은 아직 연결되지 않는 상태에 저장기억을 연상시킬 수 있게 된다는 말이다(Re-activation). 다시 말해 부분단서에 의해 신피질(neocortex)에서 시퀀스 되어 나머지 연결된 정보들이 함께 나타나게 된다. 다음 단계에서 MTL과 다시 연결되면서 기억을 복원되는 과정으로 기억을 인출하는 과정이다.

우리가 보통 무엇인가를 잊어버렸다는 말을 사용하는데, 그것은 난센스다. 잊어버릴 수 없다. 만약에 다른 관심 때문에 방금 손에 들고 있던 연필을 아무데나 던져놓고 어디에 놓았는지 모를 때, 그냥 ‘잊어버렸다.’ 라고 한다. 이 경우 연필을 분실한 것이 아닌데도 잊어버렸다고 표현했다. 이것은 저장하지 않았는데 잊어버렸다는 것으로 논리적으로 틀린 말이다. 분명히 애초에 기억하지 않은 것이다. 곧 기억을 잊어버렸다는 것이다. 기억하지 않은 것을 잊어버렸다는 말은 성립하지 않는다. 이 말을 다시 생각하면 우리는 뭐든지 기억할 수 있다. 심리학에서 가장 중요한 법칙 중에 하나는 기억용량에 제한이 없다는 것은 확립된 과학이론이다.

기억을 잘 하는 방법은 어떤 사건 행위를 하는 순간 인코딩을 잘하는 것이다. 순간에 바로 신경을 써 주는 것으로 뇌에서 어떤 다른 감각이 간섭(방해, interference)을 일으키면 안 된다. 그 순간에 기억할 수 있게 집중하면 된다. 그러면 잊어버릴 수 없다. 내일 아침에 할 일도 잠자리에 들기 전에 세 번만 뇌에 인식되게 반복하면 그 기억은 잊어버릴 수 없다. 뇌는 잠자는 동안에도 동작을 계속 하는 상태이다. 바로, 수면 전에 인코딩됐기 때문이다.

허겁지겁한다는 것은 자신을 흩트리는 짓이다. 어떤 일을 깜박했다고 하거나 잊어버렸다고 하는 것은 그만큼 신경 쓰지 않았다는 반증이다. 순간순간 사소한 일상에서 자신의 뇌와 공감할 수 있는 습관이 뇌세포를 건강하고 즐겁게 하는 것이다. 나의 행동습관이 중요하다.

책 ‘해빗 스태킹’의 저자 스티브 스콧은 습관에 대한 통념을 뒤집어 놓았다. 그는 습관은 바꾸는 것이 아니라 “쌓는 것”이라고 했다. 여기서 ‘기억을 잊어버린 것이 아니라 애초에 기억하지 않은 것이다’라는 말을 강조한다. 또 지식을 많이 알고 있으면 기억도 빨리하게 된다. 이제 실천해 보자. 

<글: 양한준 교수>

​-(현) 한림국제대학원대학교 국제방사선학과 교수​

-(현) 대한방사선과학회 부회장​

        대한디지털의료영상기술학회 부회장​

-1997.9. - 2009.2. 을지대학교 방사선학과 교수​

-명지대학교 대학원 물리학과 (이학박사)​

-충남대학교 보건대학원 보건학과 (보건학석사)​

-저서 "고전명전"​

-E-MAIL: hanjoon61@gmail.com