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기억력 : 이해, 정리, 강화

기억의 향상
- 이해
- 정리
- 강화

기억이란 자극을 머리에 아로새겨 두었다가, 자극이 없는 상태에서 상기할 수 있는 정신 기능

기억이란 어떤 자극(학습)에 대하여 이를 느끼고 이것을 머리에 아로새겨 두었다가, 자극이 없어지고 나서 그 정보를 다시 상기할 수 있는 정신 기능을 말한다. 인간에게 기억하는 능력이 없었다면,  지적 성장이나 발전은 없었을 것이다. 사고∙판단∙학습도 따져 보면 모두 기억을 바탕으로 한 대뇌 기능이다. 기억의 보유시간이 짧은 기능을 단기기억이라 한다. 이는 비교적 불안정하며, 두부에 외상을 입거나 전기충격 등으로 의식이 상실되면, 기억이 쉽게 소실된다. 하지만 어떤 기억은 여러 가지 변형을 입어 확고해지고, 두부 외상이나 전기충격에 의해서도 사라지지 않는 경우가 있다. 이러한 기억을 장기기억이라 부른다. 정보가 뇌 속에 확고히 고정되어 기억 흔적으로 남기 때문으로 생각된다.

장기기억은 물질의 형태로 존재하는 것이 아니다

인간은 성장할수록 신경세포의 가지 수가 많아지며 두터워진다. 신경전도가 활발히 일어나는 부위의 시냅스는 새로운 가지도 생겨나면서 두터워져 흥분전도가 훨씬 원활하게 일어난다. 이런 구조적인 변화로 특정 시냅스 회로가 활성화되어 흥분전도가 회로를 쉽게 건널 수 있게 된다. 신경세포의 이런 작용 덕에 기억은 더 깊고, 오래 시냅스에 고정되고, 기억의 흔적으로 새겨져 회상하기가 더 쉬워진다.  계속해서 사용하는 시냅스 회로는 활성화되고 강화되나, 쓰지 않는 회로는 없어지게 된다. 즉, 장기기억은 특수한 물질의 형태로 존재하는 것이 아니라 두터워진 시냅스 부위에 흔적으로 아로새겨져 오랫동안 존재하는 것이다. 기억에는 세 가지 단계가 있다. 첫 번째는 새로운 지식을 외워서 뇌에 입력하는 단계, 두 번째는 외운 것이 뇌에 저장되는 단계, 세 번째는 다시 생각하는 회상 단계이다. 그러나 이 세 단계 가운데 어느 하나라도 이상이 생기면 정확하게 기억할 수 없게 된다. 그 예로 보통 치매라고 부르는 알츠하이머병을 들 수 있다. 알츠하이머병에 걸리는 경우, 기억을 입력하는 데 중요한 구실을 하는 해마가 손상되거나 망가진다. 이런 이유 때문에 치매환자는 기억 정보가 잘 입력되지 못하여, 최근에 있었던 일을 기억하지 못하는 특징을 보인다. 그러나 오래 전에 뇌에 견고하게 저장된 기억은 해마와는 관련이 없어서 치매환자들도 회상할 수 있다. 다른 예로 대뇌피질이 외상이나 치매 등 여러 요인으로 망가지면 그 부분에 저장되어 있던 기억이 없어질 수 있다. 이때는 다른 기억에는 문제가 없지만, 특정한 부위에 저장된 기억은 떠올릴 수 없게 된다.

반복의 효과



감정의 효과



● 수면 : 감정의 유지

심란한 장면을 보거나 정신적 외상을 주는 사건을 겪은 뒤에는 잠을 자지 않는 것이 좋다는 연구결과가 나왔다. 메사추세츠 대학 암허스트 캠퍼스의 신경과학자 레베카 스펜서 박사팀의 연구 결과다.
연구팀은 18~30세의 남성 38명, 여성 68명을 대상으로 끔찍한 교통사고 장면 등이 담긴 사진들을 보여준 뒤 그에 대한 감정적 반응을 스스로 평가하게 했다. 연구팀은 그로부터 12시간 뒤에 같은 사진을 보여주고 다시 평가하게 했다. 자원자의 절반은 이 기간 동안 잠을 잤고 나머지 절반은 잠을 자지 않았다.
그 결과 잠을 잤던 집단은 전날과 동일한 강도의 생생한 감정을 느끼는 것으로 나타났다.  반면 자지 않은 집단은 감정 반응이 약해졌을 뿐 아니라 해당 사진을 잘 기억하지 못하는 경향을 보였다.
스펜서 박사는 “잠을 자면 기억 뿐 아니라 감정적 반응도 보존된다는 사실이 밝혀졌다”면서 이것이 진화적 관점에서 이치에 맞는 일일 수 있다고 말했다. 원시시대 우리의 조상들은 생명이 위험한 상황을 겪은 뒤 그에 대한 부정적 기억과 감정을 보존하는 편이 앞으로 그와 비슷한 상황을 피하는 데 도움이 됐을 것이라는 설명이다.
그녀는 “수면이 기억력을 비롯한 인지 기능을 향상시켜준다는 증거는 많다”면서 “다만 정말 끔찍한 일을 겪은 뒤에는 잠을 자지 않고 밤을 새우는 것이 이를 잊는 데 도움이 될 수 있다”고 말했다. 그러나 일상적인 수준의 감정 변화는 잠을 자지 않는 근거가 될 수 없다고 강조했다. 그녀는 “이번 연구 결과는 외상후 스트레스 장애를 가진 사람들이나 법정에서 목격자 증언을 해야 하는 사람들과 관련해 커다란 의미를 갖는다”고 말했다.
이 같은 연구결과는 ‘신경과학 저널(Journal of Neuroscience)’ 최근호에 실렸으며 헬스데이 뉴스 등이 2012.1.18일 보도했다.


▽수면부족
미국 펜실배니아대학에서 연구활동을 해온 독일인 신경생물학자 로버트 하페케스 박사팀은  5시간 동안 쥐가 잠들지 못하도록 한 후 관찰했다. 그 결과 PDE4라는 효소의 수치가 증가하고 활발한 활동을 하면서 cAMP 분자의 수치가 감소하는 것을 발견했다. 일상생활에서 많은 사람들을 괴롭히는 것 중 하나가 수면부족이다. 밤새워 일을 하거나 공부를 한 다음날에는 머리가 멍한 채 집중을 할 수 없고 뇌가 제대로 작동하지 않는 경험이 있을 것이다.
수면부족은 단기적으로나 장기적으로나 기억력과 학습능력에 문제를 일으킨다. cAMP(cyclic AMP)는 뇌의 해마상융기 세포들의 새로운 연결과 기존의 연결을 강화하는데 중요한 역할을 담당, 기억력과 학습능력에 영향을 미치는 물질이다. 연구진은 수면부족이 PDE4 활동을 촉진하고 이는 cAMP 활동을 방해한다면서 결과적으로 수면부족은 뇌의 해마상융기(hippocampus)에서 이루어지는 기억과 학습 기능을 방해한다고 설명했다.
이 연구는 수면부족이 어떻게 문제를 일으키는지를 규명했을 뿐만 아니라 이 문제를 어떻게 해결하수 있는지도 보여주었다고 평가받는다. cAMP 활동을 촉진할 약을 개발한다면 수면부족으로 나타나는 부작용을 없앨 수 있다는 설명이다.
이 연구결과는 과학 저널인 ‘내이처(Nature)’ 11월호에 게재됐으며 미국 신문 이그제미너 온라인판과 대중과학웹진 피스오르그닷컴 등이 26일 보도했다.

▽ 분노 슬픔 등에 따른 스트레스는 기억력 저하의 가장 큰 원인이다.
미국 스탠퍼드대 로버트 새펄스키 박사는 동물실험을 통해 스트레스 호르몬에 장기간 노출되면 두뇌의 해마 부위에 있는 기억력센터가 위축되고 손상된다는 사실을 밝혀냈다. 해마는 관자엽(측두엽) 아래에 있으며 기억과 학습을 담당한다. 미국 워싱턴대 존 뉴커머 박사도 스트레스 호르몬인 코르티솔 수치가 며칠간 계속 높은 상태로 있으면 기억력이 단기적으로 손상된다는 사실을 밝혀냈다. 기억력 감퇴로 인해 우울해하는 사람이 많지만 역으로 우울해하니까 기억력이 떨어지는 경우가 더 많다. 또 지적인 활동이 적으면 기억력도 떨어진다. 실제 뇌 양전자단층촬영(PET) 결과 고학력자일수록 평균적으로 뇌 기능이 더 활발한 것으로 나타났다.

▽ 운동과 잠은 기억력에 보약
유산소 운동을 하면 뇌에서 항우울제 역할을 하는 엔도르핀이란 호르몬이 많이 분비될 뿐 아니라 정보를 전달하는 시냅스의 숫자가 늘어나 기억력이 좋아진다. 조깅, 걷기, 자전거타기, 수영, 테니스, 배드민턴, 에어로빅, 요가 등이 좋은 운동이다. 미국 일리노이대 아서 크레이머 박사팀은 60∼75세의 성인을 두 그룹으로 나눠 A그룹은 준비운동과 에어로빅을 꾸준히 시키고 B그룹은 스트레칭만 시켰다. 6개월 뒤 A그룹의 사무처리능력과 집중력, 기억력 등이 B그룹에 비해 눈에 띄게 좋아졌다. 잠을 잘 자는 것도 중요하다. 동물실험 결과 잠을 잘 잤을 때에는 뇌 세포 사이의 연결 상태가 더욱 강해지는 것으로 나타났다. 잠은 맞춰놓은 시계 알람이 울리기 전에 자연스럽게 일어나는 게 가장 좋다. 30분이 넘는 낮잠은 뇌를 ‘그로기’ 상태로 만들지만 20분 이하의 낮잠은 ‘파워 수면’이 돼 활력을 준다.

▽기억력을 보강하는 다른 방법=
퍼즐이나 퀴즈를 풀면서 ‘정신 에어로빅’을 즐기면 기억력은 배가된다. 또 평소 하던 행동을 다르게 하는 것도 좋다. 가령 오른손으로 하던 양치질을 왼손으로 하거나 뒷걸음으로 걸어가는 것은 뇌를 자극해 활동을 왕성하게 한다. 뇌를 자극하면 미미하나마 뇌의 신경세포가 살아나기도 한다. 실제 70세가 넘은 나이에도 뇌의 신경세포가 살아나는 것이 입증되기도 했다.

술은 과하지 않으면 ‘약’이 될 수도 있다. 네덜란드의 로테르담에서 8년간 연구한 결과 하루에 1∼4잔의 술을 마셨을 때 심각한 기억력 저하를 예방하는 효과가 있는 것으로 나타났다.

●  이해하는 대로 기억한다

기억은 지식을 쌓아두는 창고?

중세 철학자 토마스 아퀴나스가 죽은 뒤에 로마 가톨릭 교회는 그를 성인(聖人)으로 시성하고자 청문회를 열었다. 이 자리에서 아퀴나스에 대해 쏟아진 찬사의 대부분은 그의 놀라운 기억력에 대한 것이었다. 그의 한 제자는 “한 장 한 장 책을 써나가는 것처럼 그의 영혼 속에 영원히 지식이 쌓여가는 것 같았다”고 증언했다.1)
이 증언처럼 기억은 흔히 글씨를 쓰는 종이나 물건을 담아두는 창고처럼 표현된다. 지식은 글자처럼 마음에 새겨지고, 물건처럼 기억에 쌓인다. 이런 은유는 기억에 대한 소박한 이론을 반영한다. 지식이 돌에 새겨진 글씨나 창고 속의 물건처럼 우리가 보고 들은 그대로 기억 속에 들어가서 그대로 나온다는 생각이다.
언제나 그렇지만 은유는 완벽하지 못하다. 사람의 머리는 돌이나 창고가 아니다. 컴퓨터나 사진 같은 사물들에 빗대더라도 마찬가지다. 우리가 주변에 접할 수 있는 사물들 중에 기억의 원리와 비슷하기라도 한 물건은 거의 없다.

공부나 다른 경험을 하면, 신경세포들의 연결 패턴이 바뀐다. 기억은 이런 연결 패턴이다. 따라서 기억 속의 모든 정보는 서로 얽혀 있다. 창고 안의 물건들은 다른 물건을 넣거나 빼더라도 서로 영향을 주지 않지만, 뇌에서는 어떤 정보를 기억하거나 잊으면 관련된 모든 정보들에 영향을 주게 된다. 동시에 우리가 새로이 학습하는 지식도 기존의 지식에 영향을 받는다.

심리학자 건스바커(Gernsbacher)는 사람들에게 그림 한 장을 보여주었다. 10분 뒤에 이 사람들은 두 개의 그림 중에 처음에 보았던 그림을 고르는 과제를 받았다. 두 그림은 원래 그림과 똑같았지만, 하나는 좌우가 바뀌어 있었다. 사람들은 자신이 10분 전에 본 그림을 얼마나 정확히 기억했을까? 정답률은 57%에 불과했다. 찍어도 맞출 확률이 50%라는 것을 생각해보면, 그야말로 돌아서자마자 잊어버린 셈이다.2)
영화 <메멘토>의 주인공은 진행성 기억상실증(anterograde amnesia)을 지녔다. 그는 어떤 일을 겪어도 시간이 잠시 지나고 나면 잊고 만다. 건스타커의 실험에 참여했던 사람들도 기억상실증이었던 것일까? 그렇지는 않았다.

다른 심리학자 맨들러(Mandler)와 리치(Ritchey)도 비슷한 실험을 했다. 그들이 사용한 그림에는 줄무늬 바지를 입은 선생님이 칠판에 지도를 걸어놓고 강의를 하고 있었다. 이번에는 좌우를 바꾸는 대신 지도를 미술 작품으로 바꾸거나, 선생님의 바지를 물방울 무늬로 고쳤다. 사람들은 지도가 미술 작품으로 바뀐 경우에는 쉽게 알아차렸지만, 바지 무늬가 바뀐 것은 잘 알아내지 못했다.3)

이러한 현상은 실험을 해보지 않아도 쉽게 경험할 수 있다. “다른 그림 찾기”라는 퍼즐이 있다. 두 장의 그림에서 다른 부분을 찾는 놀이다. 컴퓨터 게임으로도 인기가 있다. 시간 차이를 두고 보는 것도 아니고, 나란히 놓인 두 그림에서 다른 점을 찾기가 쉽지 않다.

정보들을 엮어내는 뇌의 능력
왜 이런 현상이 일어나는 것일까? 잠깐 글 읽기를 멈추고, 맨들러와 리치의 실험에서 사용했던 그림을 상상해보자. 칠판에 지도를 걸어놓고 선생님이 강의를 하는 교실의 모습 말이다. 아마 대부분의 독자들이 어렵지 않게 상상할 수 있을 것이다. 이미 이러한 장면에 대해 많은 지식을 가지고 있기 때문이다. 심지어 앞에서 묘사한 그림과 똑같은 장면을 본 적이 없다고 하더라도, 우리는 기존의 지식을 바탕으로 그럴듯한 교실의 모습을 생각해낼 수 있다.
이런 상상은 사람이라면 누구나 힘들이지 않고 할 수 있지만, 실제로는 굉장히 복잡한 작업이다. 컴퓨터가 발명되었을 때, 공학자들은 몇 년 안에 인간 수준의 인공지능을 만들 수 있을 것이라고 추측했다. 컴퓨터는 확실히 여러 면에서 인간을 압도하는 듯했다. 더 많은 정보를 더 빠르고 정확하게 처리할 수 있었기 때문이다. 하지만 인공지능 연구는 금세 벽에 부딪혔다. 정보 하나하나를 다루는 능력은 컴퓨터가 인간보다 뛰어났지만, 이런 정보들을 엮어내는 능력에서는 비할 바 없이 뒤떨어졌기 때문이었다. 인간에게 이것은 ‘능력’이라고 부를 만한 것도 아니다. 사람의 마음과 두뇌 속에서 정보들을 원래 그런 방식으로 다뤄지기 때문이다.
다른 지식과 잘 연결된 정보는 오래 기억되고, 그렇지 못한 정보는 쉽게 잊힌다. 지도는 우리가 이미 알고 있는 지식들과 잘 연결된다. 그래서 이 수업이 아마 지리나 역사와 관련되어 있다는 것을 쉽게 추론할 수 있다. 그렇기 때문에 이 정보는 잘 기억할 수 있다. 하지만 선생님의 바지 무늬는 다른 지식들과 잘 연결되지 않는다. 기껏해야 평범한 옷차림들 중에 하나일 뿐이다. 바지 무늬가 다른 평범한 무엇으로 바뀌더라도 지식들의 연결 관계에는 큰 차이가 없다. 차라리 선생님이 어릿광대 옷을 입고 있었다면 쉽게 기억할 수 있다.  

우리는 이해한 대로 기억한다

지식의 연결 패턴은 새로운 정보를 단순히 오래 기억시키는 데만 그치지 않는다. 아예 기억을 바꾸기도 한다. 심리학자 카마이클(Carmichael)과 그의 동료들은 사람들에게 간단한 그림을 보여주고, 잠시 뒤에 똑같이 그려보게 했다. 예를 들면 두 개의 동그라미를 선으로 이은 그림이었다. 이 실험에서는 그림의 의미를 설명해 주었다. 어떤 사람에게는 “안경”이라고 말해주고, 다른 사람에게는 “아령”이라고 말해주었다. 어떤 사람들에게는 아무 말도 해주지 않았다. 어떻게 되었을까?4)실험 참여자들은 분명히 똑같이 그리라는 지시를 받았지만, 원래 그림과 조금 다르게 그렸다. “안경”이라는 말을 들은 사람들은 동그라미를 이은 선을 둥글게 구부렸다. “아령”이라는 말은 들은 사람들은 동그라미들을 조금 더 멀리 떨어트려 놓고 이은 선을 더 굵기 그렸다. 아무 말도 듣지 못한 사람들도 제 나름대로 이해해서 안경이나 아령 중에 어느 한 쪽에 더 가깝게 그렸다. 안경과 아령에 대한 기존의 지식에 따라 새로운 그림에 대한 기억이 달라진 것이다.


지금까지는 그림에 대한 예만 들었지만 글의 경우에도 마찬가지다. 문장의 의미를 바꾸지 않고 표현만 조금 고치면 사람들은 잘 알아채지 못한다.5) 또, 서구의 학생들에게 아메리카 원주민 설화처럼 낯선 문화의 이야기를 글로 읽게 하고, 잠시 후 그 이야기를 떠올리게 하면 학생들이 기억하는 설화는 서구의 전형적인 이야기에 가깝게 내용이 달라져 있다. 6)

수업을 들었을 땐 알 것 같았는데
많은 학생들이 책을 읽거나 수업을 들었을 땐 알 것 같았는데 지나고 나면 전혀 기억이 나지 않는다고 이야기한다. 이것도 같은 원리다. 이런 학생들은 책이나 수업에서 주어지는 정보들을 파편적으로 기억하려할 뿐 이 정보들끼리나 이미 알고 있는 지식과 잘 연결하지 못한다.
이런 학생들에게 정보를 잘 연결 짓도록 도와주면 큰 학습 효과를 누릴 수 있다. 그런 방법 중에 하나는 ‘질문하고 답하기’다. 강의나 글의 내용을 서로 잘 연결지을 수 있는 질문을 하고 학생들에게 대답하게 하거나, 학생들이 스스로 그런 질문을 만들어보게 하는 것이다. 한 실험에서는 이런 질문 없이 책을 읽은 학생들에게 시험을 쳤을 때 정답률이 50%였지만, 질문을 주고 책을 읽게 하자 정답률이 67%로 향상되었다. 학생이 스스로 문제를 만들게 하면 더 효과적이다. 이렇게 하자 정답률은 70%까지 올라갔다. 100점 만점에 20점이나 향상된 것이다.7)
이런 ‘질문하고 답하기’의 효과에는 한계가 있다. 독해력이 뛰어난 학생들만 골라 똑같은 실험을 해보면 점수에 큰 변화가 없다. 이 학생들은 시키지 않아도 스스로 머릿속에서 지식들을 잘 연결지어가며 읽기 때문이다. 또, 수업 장면 기억하기 실험에서 그런 것처럼 전체적인 내용과 관련 없는 자잘한 내용들을 기억하는데도 ‘질문하고 답하기’는 큰 도움이 되지 않는다. ‘질문하고 답하기’ 이런 문제들로만 시험을 내면 어떻게 읽어도 정답률은 고만고만하다.

기억술의 원리도 '연결 짓기'

‘질문하고 답하기’는 의미를 중심으로 정보들을 연결짓게 도와주는 방법이다. 공부의 정도(正道)라고 할 수 있다. 그런가 하면 사도(邪道)도 있다. 흔히 말하는 ‘기억술’이 그런 방법들이다. 기억술에는 여러 가지가 있지만 원리는 모두 같다. 외울 내용들끼리 연결하고, 이것을 이미 알고 있는 지식에 연결하는 것이다.
가장 많이 쓰이는 기억술은 외울 말들의 첫 글자를 따서 의미가 있는 단어나 문장으로 만드는 약어법이다. 한 가지 예를 들어보자. 임진왜란은 1592년에 시작되었다. 이것을 “일(1)본이 쳐들어 오(5)자 나라를 구(9)한 이(2)순신”이라고 외울 수 있다. 이 문장은 이해하기가 쉽다. 이순신에 대한 역사 지식과 연결되기 때문이다. 그리고 이 문장과 임진왜란 발발 연도는 발음으로 연결된다.
약어법 외에도 여러 가지 기억술들이 있다. 연상되는 이야기나 장면으로 기억하는 연상법,  순서대로 노래에 맞춰 외우는 운율법, 익숙한 장소에 사람이나 물건들이 순서대로 놓여 있는 모습을 상상하는 장소법 등등이 있다. 이런 방법들은 억지스럽기도 하고 우스꽝스럽기도 하다. 하지만, 기억에 관해서라면 정도건 사도건 어떻게든 연결만 잘 지으면 학습효과는 마찬가지고, 뇌에서 사용하는 부위도 비슷하다.

기억은 이해를, 이해는 지식을 필요로 한다
시대가 변하고 있다. 이제는 머릿속에 지식을 많이 담아두는 것은 칭찬받을 만한 일이 못된다. 교육에서도 주입식 교육보다 이해나 응용, 나아가 창의성을 강조하는 추세다. 그러다보니 가끔은 지식 축적 자체를 가벼이 보는 듯하는 경향도 있다. 억지로 많은 지식을 가르치는 것보다 학생들에게 스스로 이해하고 응용하는 힘을 길러 주는 게 더 중요하다는 것이다.
하지만, 이해를 하려고 해도 지식은 필요하다. 왜냐하면 이해란 새로운 정보를 지식의 연결망 속에 놓는 것이기 때문이다. 과학 논문은 쉽고 분명한 문장으로 쓰여 있지만, 보통 사람이 읽기는 무척 어렵다. 논문에 나오는 개념들을 모르기 때문이다.
심지어 이해하지 않고 기억술로 외우려고 해도 지식이 필요하다. 이순신이 누군지 모르는 사람이 약어법으로 임진왜란 발발연도를 외울 수는 없다. 기억술을 공부 잘하는 요령으로 가르쳐 주는 경우도 많지만 실제로 활용할 수 있는 사람은 드문데, 기억술로 연결시킬 지식이 부족하기 때문이다.
거꾸로 이런 경향에 반발해서 주입식 교육이 역시 최고라는 사람들도 있다. 올해 초 방영된 드라마 <공부의 신>의 원작 만화인 <드래곤 사쿠라>에는 이런 대사가 나온다. “주입식이야말로 진정한 교육이다.” 과연 그럴까?
앞서도 살펴보았듯이 이해하지 않으면 기억하기도 어렵다. 맨들러와 리치의 실험에 참여한 사람들은 지도를 기억했다. 그림의 내용을 이해했기 때문이다. 카마이클의 실험에선 사람들의 기억이 변했다. 안경이나 아령으로 이해했기 때문이다. 정확한 이해는 정확한 기억의 지름길이다.
지식은 이해를, 이해는 지식을 필요로 한다. 일종의 순환이다. 지식이 많을수록 이해는 쉬워지고, 이해를 잘 할수록 지식을 쌓기 쉽다. 공부는 이 순환 속으로 들어가는 것이다.