학습의 원리와 기억과 경험을 저장하는 뇌의 영역

1. 기억의 종류와 저장되는 부위

기억은 대뇌 신피질과 해마가 관여하는
뇌의 중요한 기능입니다.
에릭 캔들의 연구진은
바다달팽이의 기억 형성 과정을 연구해
기억에 대한 분자 수준의 이해를 밝혀냈습니다.
기억의 종류에는 일차기억과 장기기억이 있습니다.
장기기억은 서술기억과 비서술기억으로 구분됩니다.
서술기억은 외현기억,
비서술기억은 암묵기억
이라고도 합니다.
서술기억은 해마를 중심으로 관자놀이 쪽에 있는
측두엽 안쪽 부위, 내측두엽에서 형성됩니다.
해마형성체, 해마방회, 내 후각뇌피질 또한
모두 기억에 관여합니다.
뇌의 영역에서는 다양한 기억들을 형성합니다.
그 가운데 해마는 일화기억과 의미기억에 관여하고,
소뇌는 새로운 운동학습기억,
편도체는 정서기억, 선조체는 절차기억,
전전두엽은 작업기업
그리고 대뇌피질은 개념기억, 의미기억
그리고 점화기억에 관여합니다.
암묵 기억은 말로 표현하기
어렵지만 동작으로 보여줄 수 있는
기억의 형태 중 하나입니다.
비서술기억은 크게 기술과 습관,
점화기억,
고전적 조건형성,
비연합학습
이렇게 네 가지로 구분합니다.
기술과 습관화된 몸 동작은
신선조체(조가비핵과 꼬리핵)가 관여합니다.
점화기억은 연관된 기억에 관한 정보를 접한 후
곧바로 떠오르는 기억입니다.
단어 카드로 암기 훈련을 할 때
카드를 늘어놓고 외운 후 제대로 기억했나
확인하는 과정에서 단어가 기억나지 않을 때
첫 글자로 힌트를 주면
금방 다시 그 단어를 떠올립니다.
이런 점화기억은 일상에서 흔히 나타납니다.
누군가를 보면 갑자기 어떤 기억이 떠오르고,
어떤 물건을 보면 그 물건과 연관된
기억을 생각합니다.
한 생각이 또 한 가지 생각을 불러 일으켜 작용하는
점화기억은 기억이 저장된
신피질에서 그 정보와 연계된 기억의
전체 정보를 인출합니다.
신피질의 뉴런들은 서로 다중으로 연결되어
단어나 소리, 이미지 등 단서의 일부만 입력되어도
전체 기억을 동시에 회상합니다.
습관은 행동기억입니다. 
습관과 같은 고전적 조건 형성은
정서 반응과 운동 학습으로 일어납니다. 
인간의 대부분의 기억은
습관화된 절차기억과 감정기억입니다.
사실기억과 의미기억은 의식화되지만,
절차기억, 점화기억, 감정기억은
무의식적으로 인출되어 
순식간에 행동으로 표출됩니다.
서술기억은 사실기억과 사건기억으로 구분되고,
사건기억은 일화기억이라고도 합니다.
해마를 중심으로 내 측두엽에서 일어나는
일화기억(사건기억)은
개인의 일상사를 뇌신경회로가
일기장처럼 기록하는 기억입니다.
인간은 일화기억을 인출하여 주관적인 관점으로
자신의 일생을 회생할 수 있습니다.
어린 시절부터 현재에 이르기까지
경험기억들이 끊임없이 인출되어
자전적 회상을 만듭니다.
이러한 기억의 회상은
우리의 자아감을 지속시킵니다.
일화기억의 회상 능력은 탁월합니다.
그것은 시간과 공간이라는 분류별 꼬리표를 달아
경험한 사건들을 구분 지어 주기 때문입니다.
나이가 들어 전두엽 기능이 약해지면
일화기억으로 저장된 시간과 공간에 관항 정보를
먼저 잊습니다.
그래서 어떤 이야기를 들으면 그 내용은 익숙한데 
언제 어디서 들었는지는 잊어버리는
'출처기억상실증'이 생깁니다.
우리가 살면서 경험하고 학습하는 많은 사건들은
내 측두엽에 단순히 저장되는 것이 아닙니다.
대뇌신피질이 함께 상호작용하며
기억으로 굳어진 뒤 대뇌신피질에 저장되는 것입니다.
동물들이 순서를 기억하기 힘듭니다.
또한 기억을 더듬을 수 없습니다.
순서를 기억하려면 일어난 사건들을 기억하고
시간적 순서에 대한 의식이 있어야 합니다.
인간과 달리 동물에게는
시간에 대한 의식이 약해 단지 스냅사진 같은
현재만 존재할 뿐입니다.
현재만 있기 때문에 시간이 흘러가지 않습니다.
에델만의 의식이론에 의하면,
언어라는 상징기호의 사용으로
현재입력을 과거 기억과 비교하며,
시간의식이 생겨납니다.
 
 

2. 습관화와 민감화 반응에 따른시냅스의 변화

습관화 과정은 신경계가 익숙한 상황을
의식적으로 처리하지 않고
무의식적 습관 반응으로 대처합니다.
이 때문에 피질에 정보 처리 부담이 줄어듭니다.
그러나 새로운 학습을 하기 위해서
주의집중하여 시냅스 연결이 많아지는
민감화 반응이 꼭 필요합니다.
학습한다는 것은 새로운 사실을 받아들여서
기억하는 과정이며,
신경세포 사이에 새로운 시냅스가 생기는 현상입니다.
따라서 기억한다는 것 또는 학습한다는 것은
뇌가 물리적으로 점차 바뀐다는 것입니다.
 
학습한 내용을 잊지 않으려면
감각을 이용하여 그려보고 만져보고
소리 내보고 동작으로 표현해 보는 방법과
더불어 지속적 목표의식으로
시간과 에너지를 학습에 집중시키는 작업이
꼭 필요합니다.
기억, 즉 학습의 지름길은 반복입니다.
학습은 모호함이 사라지게 하고
명료해진 기억들을 연결하여
지식의 연결망을 만드는 작업입니다.
기억된 학습 정보가 많아지면 많아질수록,
새로운 정보가 결합할 연결고리가 더 많아지며,
새로운 것을 배우는 일이 더 빨라집니다.
자전거를 배우거나 악기를 배울 때처럼
처음 하는 기술을 숙련하는 과정은
대뇌 전두엽과 두정엽을 강하게 자극시킵니다.
손동작과 몸동작은 학습하려는 대상에
주의집중해야만 학습할 수 있습니다.
그러나 그 기술에 익숙해지면
습관화된 운동 기술은 대뇌기저핵에
운동 신체 지도로 기억되어
학습 행위는 무의식적 자동반응으로 바뀝니다.
따라서 더 이상 대뇌신피질이 흥분하지 않으며,
운동학습이 자동화된 습관이 되면
학습 내용이 무의식적으로 자동 인출되어
대뇌피질에 인지적 부담을 줄여줍니다.
대뇌피질의 무감독 학습은
계획과 감독 없이 자신이 좋아하는 분야를 
자신의 판단에 따라 진행하게 합니다.
체계적인 방법론 없이 자신이 선호하는 방식을
반복하고, 반복해서 굳어진 습관에 만족하곤 합니다.
이것은 어른이 되면 새로운 학습을 하기 어렵게
만드는 이유입니다.
익숙한 상황은 이미 기억된 내용이어서
해마가 활성화되지 않습니다.
해마는 새로운 사건과 사물에
민감하게 반응하기 때문입니다.
해마복합체가 새로운 자극 입력에 반응하는 과정은
해마가 받는 도파민의 영향을 주장하는
리스만의 이론에 주목해서 알아봅니다.
리스만은 해마에서 도파민이
'도파민-NMDA수용체' 상호작용을 거쳐
비교기와 치상회의 과립세포를
더욱 흥분하게 만들어 새로운 입력에 더 민감하게 되며, 주의집중하게 되는 구조를
'해마-복측피개고리'라 언급하며,
학습에서 새로운 자극의 중요성을 강조합니다.
어렵고 새로운 분야를 집중적으로 공부하는 것이
해마의 활성을 높이는 길입니다.

학습