전두엽과 해마의 자극 - 기억력 강화

[마르코]

열쇠를 어디에 두었는지 잘 잊어버리는 사람도, 오래 전에 본 영화 내용은 잘 기억한다. 그 이유는 무엇일까? 최근 미국의 하버드 대학과 스탠퍼드 대학 연구원들은 <사이언스> 최신호에 발표한 연구 논문에서, 어떤 사물을 보았을 때 뇌의 전두엽 앞부분과 해마 피질 부분이 오래 자극을 받으면, 쉽게 잊어버리지 않는다는 사실을 밝혔다. 오래 전부터 과학자들은 어떤 경험이 잘 기억되느냐, 쉽게 잊히느냐는 그 경험이 뇌에 들어왔을 때 얼마만큼 각인되느냐에 달린 것으로 생각해왔다.

전두엽과 해마 피질은 기억력과 관련이 깊다

하버드 대학의 와그너(Wagner) 박사가 이끄는 연구팀은 실험 대상자를 자기공명 영상장치(MRI)에 연결한 상태에서, 2초마다 단어 하나씩을 스크린에 비춰주면서 처음에는 대문자인지 소문자인지를 묻고, 이어 구체적인 뜻이 있는 단어(의자나 책)인지 추상적인 단어(사랑과 미움)인지를 묻는 방식으로 기억력 테스트를 했다. 와그너 박사는 이들에게 가장 잘 기억하는 단어와 기억이 희미한 단어, 기억나지 않는 단어가 무엇인지를 묻고, 이를 MRI를 통해 관찰한 뇌 활동과 비교했다. 그 결과 전두엽(이마엽) 앞부분과 해마 피질 부위가 작동되는 시간이 긴 단어일수록 잘 기억되고, 짧은 단어일수록 잘 잊어버리게 된다는 사실을 밝혀냈다. 비슷한 예로 전두엽이나 해마에 손상을 입은 알츠하이머병(치매) 환자는 단기 기억력에 문제가 발생한다.

뇌의 피로를 풀어줄 수 있는 수면, 기억력 향상에 도움이 된다

유명한 헵(Hebb) 시냅스를 처음 제시하고 기억 연구로 유명한 도널드 헵(Donald Hebb) 박사는 한창 열심히 일하던 47세 때 심각한 기억력 감퇴를 경험했다. 논문을 읽으면서 필요한 내용을 기록해 두어야겠다고 생각해 노트를 펼쳤는데, 이미 그 내용이 글씨로 기록되어 있음을 발견하고 충격을 받았다고 한다. 그러나 밤에는 일을 중단하고 쉬면서 충분한 수면을 취하고 영양을 보충한 결과 기억력이 되살아났다. 여러 연구팀에서 수면이 기억을 강화한다는 사실을 보고하였다. 기억 중의 하나인 시각구조구별 작업기억(Visual texture discrimi nation task)은 렘과 서파수면 시간이 길면 더 오래 기억을 하였고, 운동순서 작업기억(Motor sequence task)은 수면 2단계인 비렘수면(nREM) 시간에 비례하여 기억력이 오래 지속되었다.

또한 운동적응 작업기억(Motor adaptation task)은 수면 4단계인 서파수면에 비례하여 기억력이 강화되었다. 이처럼 뇌의 피로를 줄이면 기억을 오랫동안 유지할 수 있다. 그러기 위해서는 중간 중간 일을 중단하고, 적절한 휴식을 취하며 충분히 자는 것이 좋다. 즉 피곤할 때 억지로 많은 것을 기억하려 하지 말고, 뇌의 저장 공간을 생각하여 적당히 주입시키는 것이 오히려 기억이 잘 되게 하는 방법이다.

미주신경을 자극하면 기억력이 높아진다

미국 서던 일리노이대학 심리학교수인 로버트 젠슨(Robert Jensen) 박사는 <네이처뉴러사이언스>에 발표한 연구보고서에서 사람들이 일상적인 일은 잘 기억하지 못하면서 결혼∙죽음∙모욕과 같이 감정이 크게 움직이는 사건이나 행사를 잘 기억하는 이유가 바로 부교감 신경계인 미주신경 덕분이라고 밝혔다. 미주신경은 뇌간에서 체내의 거의 모든 장기까지 뻗어 있는 부교감 신경조직으로, 심박동 등을 조절하는 뇌의 명령을 전달하고 위장관 등의 소화기관이 비어 있는지의 여부 등 각 기관의 상황에 관한 정보를 뇌에 전달하는 두 가지 역할을 한다. 젠슨 박사의 쥐 실험 결과를 보면 감정이 복받친 사건이 기억에 오래 머무는 것은 부교감 신경인 미주신경이 자극되기 때문인 것으로 생각된다고 말했다.

젠슨 박사는 실제로 10명의 실험 대상자에게 250개의 단어 중 42개가 노란색으로 표시된 여러 줄의 문장을 읽게 한 뒤, 노란색 표시 단어를 기억해 내도록 하는 테스트를 수행하였다. 특수 장치로 미주신경을 자극하기 전후 두 차례에 걸쳐 실시한 결과, 미주신경 자극 후 점수가 미주신경 자극 전과 비교하면 36% 개선된 것으로 나타났다고 밝혔다. 따라서 미주신경을 자극하면 기억력을 향상시킬 수 있다고 발표했다. 젠슨 박사는 이러한 발견은 언젠가는 뇌졸중 환자나 뇌 손상을 당한 환자의 기억을 회복시키는 데 도움이 될 수 있다고 말했다. 그러나 젠슨 박사는 미주신경 자극이 알츠하이머병 환자나 시험을 위해 많은 것을 머리 속에 집어넣는 학생들에게 도움이 될지는 의문이라고 말했다. 젠슨 박사는 미주신경을 너무 자극하면 오히려 기억력 향상의 이익이 없어지는 것으로 쥐 실험 결과 나타났다고 지적하였다. 머리속에 너무 많은 것을 집어넣으면 기억력 향상의 한계를 초과하게 되는 것으로 생각한다고 말했다.

건망증은 뇌세포 손상으로 발생하는 치매와는 다르다

일반적으로 한꺼번에 많은 정보를 입력하면 기억으로 저장되는데, 상호 간섭이 일어나므로 입력이 잘 안된다. 된다 하더라도 견고하게 저장이 잘 안되므로, 강한 자극이 들어오면 쉽게 빠져나가 잊힌다. 모든 사람이 가장 흔하게 경험하는 건망증은 치매처럼 독성 단백질에 의해 뇌 세포가 손상되었기 때문에 나타나는 것이 아니라, 한꺼번에 많은 정보를 입력시키거나 주의 집중을 하지 않고 대충 입력시키기 때문에 나타난다. 따라서 건망증을 방지하기 위해서는 주의를 집중해서 한 번에 하나씩 입력하는 것이 좋다. 또한 이해를 하지 않고 무조건 반복적으로 많은 것을 암기하는 것은 좋은 기억력을 유지하는 데 도움이 되지 않는다.

TV를 오래 보면, 기억력 떨어진다

호주에서 시행한 한 조사에서 기억력과 생활습관과의 관계를 분석한 결과, 하루 한 시간 이하의 TV를 시청한 사람들이 많은 시간 TV를 시청한 사람보다 이름이나 얼굴∙직업 떠올리기∙시장 보기∙목록 외우기 등 모든 부문에서 기억력이 좋았다. 또한, 소설을 읽고 식단에 신경 쓰는 등 적극적인 생활을 하는 사람들이 그렇지 못한 사람보다 기억력이 좋았음이 밝혀졌다. 많은 시간 일방적으로 전달만 하는 TV에 정신을 뺏길 정도로 시청하게 되면, 너무 많은 일방적 정보에 뇌신경 세포가 쉽게 지치게 된다. 그뿐만 아니라 수동적으로 TV 내용에 좌우 받게 되어 능동적으로 다양한 생각을 하기 힘들게 된다. 따라서 뇌 신경세포에 다양한 정보 전달이 잘 안 되어 기억력이 떨어질 수밖에 없게 된다는 사실을 명심하고 적절히 시청시간을 조절하는 것이 좋은 기억력을 유지하는 데 좋다.

글 서유헌 / 서울대 의과대학 교수

2009년 대한민국 최고과학기술인상의 수상자이다. 서울대 의과대학 교수이며 신경과학 및 인지과학 연구소장을 겸하고 있다. 또한 교육과학기술부 치매 정복 창의연구단을 이끌고 있다. 저서로는 [내 아이의 미래가 달라지는 엄마표 뇌교육] [머리가 좋아지는 뇌과학 세상] [천재 아이를 원한다면 따뜻한 부모가 되라] [잠자는 뇌를 깨워라] 등이 있다.

출처:네이버캐스트