뇌 안쪽의 해마의 기능과 학습

사이뇌(교뇌, diencephalon)는 머리의 가장 안쪽에 위치하고 있다. ‘사이’라는 말 그대로 중추신경과 말초신경의 감각, 운동경로를 전달하고 중계하며, 체온, 혈당, 내장기능 등 인체의 내분비계통을 조절하는 중요한 역할을 한다. 이러한 사이뇌의 테두리 부위를 둘레계통(변연계, limbic system)이라 하고, 둘레계통은 뇌줄기(뇌간, brainstem)에 퍼져 있는 그물체(망상체, reticular formation)와 함께 멀리 떨어져 있는 뇌 구조들이 서로서로 협력할 수 있도록 연결시키는 역할을 한다.

둘레계통의 구성은 논란이 있으나 일반적으로 인정된 구조물에서 ① 띠이랑(cingulate gyrus)은 감정적인 일에 대해 주의를 집중시키는 역할을 한다. ② 해마곁이랑(parahippocampal gyrus)과 해마(hippocampus)는 기억을 저장하고 장기기억(long term memory)을 형성하는 역할을 한다. ③ 편도체(amygdaloid body)는 특히, 공포, 행복, 슬픔에 관련된 기억을 분류, 저장하여 공포감 같은 감정적인 측면을 담당한다. ④ 후각망울(olfactory bulb), 후각로(olfactory tract)도 둘레계통의 일부로 냄새에 대한 기억과 관련이 있다.

이러한 둘레계통의 기능들을 간단히 정리하면 1. 개체 유지를 위한 본능 행동 2. 불쾌, 분노, 공포 등 정서적 행동과 기억 3. 혈압, 호흡, 위 긴장 등의 자율기능 조절 4. 성적 욕구와 성 행동 조절 등으로 “머리 안쪽 깊은 곳에서, 가장 감정적이고 본능적인 것들을 조절한다”고 이해할 수 있다.  

자료=<생리학>(박억숭 공저/수문사)

 

이번 칼럼의 주제인 ‘공부를 잘 하는 방법’을 알아보기 전, 먼저 학습과 기억의 정의를 살펴보면, 학습(learning)은 경험과 지식을 기억해서 환경에 적응하는 과정이다. 기억(memory)은 저장된 정보를 다시 생각해 낼 수 있는 능력을 의미하며, 정보들이 어떤 형태로든 간직 되었다가 후에 재생, 또는 재구성되어 나타나는 현상을 말하는 것으로 크게 단기기억(short-term memory)과 장기기억(long-term memory)으로 구분할 수 있다. 위에서 살펴본 바와 같이 둘레계통의 해마(hippocampus)는 학습, 기억 그리고 새로운 것을 인식 하는 장기기억에 중요한 역할을 한다. 만약, 해마의 일부분이 손상된다면 인간은 새로운 정보를 기억하기 어려워진다.

① 단기기억(short-term memory)은 한 번에 7~12개 정도의 정보를 지닐 수 있는 제한된 정보의 저장형태이다. 하지만, 단기기억의 정보들은 반복과 같은 노력이 없이는 영구한 정보로 남지 않고 사라져버린다.

② 장기기억(long-term memory)은 많은 양의 정보를 지닐 수 있는 저장영역으로 머리의 외상이나 충격에도 사라지지 않는 특징이 있다. 단기기억에서 장기기억으로 정보를 전달하기 위해서는 강화(consolidation)라고 하는 반복 과정이 꼭 필요하다. 이 과정을 우리는 일반적으로 “공부한다”라고 표현한다. 강화 과정을 거친 정보는 저장 위치가 정해지고, 언제든지 다시 불러낼 수 있는 장기기억이 된다. 

자료=<생리학>(박억숭 공저/수문사)

강화에 걸리는 시간은 몇 초에서 몇 분 등으로 사람마다 다양하다. 결국 공부를 잘 한다는 것은 제한된 시간 내에 누가, 얼마나 효과적으로 단기기억을 장기기억으로 강화, 반복하느냐이다.

주변에서 한 번 보거나, 한 번 듣거나, 혹 한 번만 읽으면 줄줄줄 기억해 내는 천재 얘기를 들어 봤을 것이다. “음~~ 단 한 번이라~~ 얼마나 편할까?” 부럽기는 하지만, 단기기억을 장기기억으로 강화하는 기억 처리 과정은 인간이라면 누구나 공평하고 평등하고 비슷한 과정을 거치게 된다. 분명히 우리가 미처 발견하지 못한 그 사람만의 독특하고 창의적인 강화 방법과 반복 과정이 숨어 있다는 것을 알아야 한다.

타고난 머리 핑계, 환경과 조상을 탓하기 보다는, 인내심을 가지고 오감을 사용하면서 지속적으로 강화 반복하는 것. 그리고 스스로 자신에게 잘 맞는 강화 방법을 빨리 찾는 것이 ‘공부를 잘하는 법’이 아닐까 생각한다.