[시민의소리=김진석 칼럼니스트) 사람의 모든 행동과 학습과 의사결정 종합판단은 두뇌에서 결정한다. 

 즉 뇌의 뉴우런과 시냅스간 주고받는 전기적인 신호를 통해 판단을 통해 행동과 감각, 느낌 그리고 사고를 할 수 있는 것이다. 

 따라서 두뇌의 관리에 따라 작동 방식을 알면 모든 종류의 학습이 편하고 쉬워질 수 있다.인간의 뇌는 인간 수준의 지능을 구현하는 유일한 예시다. 따라서 뇌의 구조와 원리를 참고하면 인공지능 개발에 필요한 영감을 얻을 수 있다. 

  4차 산업의 핵심인 인공지능은 뇌 신경계를 모방해서 만든 인공 신경을 사용하고 있다. 뇌 신경계는 부위별로 구조가 다르고, 구조에 따라 기능도 달라지는데, 시각 뇌의 구조적 특징을 많이 참고하여 발전되고 있다. 인공지능이 사물 인식을 중요하게 생각하는 것이  이 때문인 것이다.

  살아있는 사람의 뇌는 관찰하기가 결코 쉽지 않다. 근래 들어서 미국에서 뇌 수술하는 영상이 소개된 경우는 있지만 특히 학습 중에 있는 뇌를 관찰하기는 더욱 어렵다. 그래서 뇌에 대한 관심은 많았지만, 뇌와 학습의 관련성을 연구할 방법이 마땅하지 않았다. 

  그러나 21세기부터, PET나 MRI 그리고 fMRI 등을 통해 뇌 촬영이 가능해 지면서 학습과 관련된 뇌의 신피질과 해마와 관계의 비빌이 밝혀지기 시작했다. 

  사람이 동물과 가장 다른점은 피질의 크기가 단연 압도적이다. 두뇌는 자극에 민감하다. 낮선 환경, 새로운 경험, 새로운 음식, 오감을 깨우는 자연의소리 등 새로운 자극이 생기면  뇌세포는 활성화되어 신경 세포들이 활성화 되는 것이다. 

  좋은 자극은 새로운 역치를 만들어주고, 각 부위별 작용하는 뉴우런에 반응하는 신경 세포들의 비율이 점점 활성화 되어 젊음의 두뇌가 지속될 수 있는 것이다. 이렇게 하나의 신경 세포가 여러 자극에 반응하도록 만들어진 신피질의 구조는 다양한 정보를 통합해서 지식을 구축하기에 유리하다.

  해마에서는 단기기억을 담당한다. 두뇌가 편안해지면 학습에 대한 기억장치인 해마가 활성화되어 지식을 습득하기에 유리하다. 신경 세포가 여러 자극에 반응하다 보면 기억장치는 발동이 되고, 누적된 자극의 경험을 통합해서 장기기억장치로 편도체에 저장이 되어 완전한 지식을 습득할 수 있는 것이다. 

  우리의 두뇌는 새로운 지식에 대한 자극을 경험하더라도 이전에 배운 내용이 모두 지워지지는 않는다. 반복적인 피드백이 없으면 지식의 기억이 조금식 사라질 분이다. 오히려  이전과 유사한 지식의 자극이 학습되어지면 이전에 기억된 학습내용이 강화되기도 한다.     단기기억 중추인 해마는 어떤 자극이 입력되었을 때 활성화되는 신경 세포의 비율이 느린편이다. 그래서 서로 다른 여러 가지 지식을 통합해서 기억해내기는 어렵다. 

지식의 단편적인 것들을 그때그때 기억해주는 역할을 하고 피드백이 없으면 금방 망각하게 되는 것이다. 그러나 이해하고 반응하는 학습에 대한 기억속도는 아주 빠르다. 

  해마는 피질의 반응과 통합되어서 지식을 축척하고, 사고하고, 축척된 경험들과 반응하여 새로운 통합된 생각들을 만들어내는 것이다. 

  기억장치는 숙면과 연결되어있다. 숙면 상태에서는 두뇌에서 수명을 다한 뉴우런의 찌꺼기들을 청소하여 새로운 뉴우런들의 생성이 원할할 수 있도록 도와준다. 

숙면할 때에는 우리가 학습한 여러 가지 활동들을 해마에서 다시 기억하고 반복하여 재생하면서 해마의 신경 세포들의 활동이 반복되어 재생된다. 이렇게 피드백된 정보들이 압축되어 새로운 학습과 연결되고, 기억되어 기억 신경 세포들이 편안한 상태로 학습하게 되는 것이다.

  우리의 두뇌는 이처럼 숙면을 통해 학습하기 좋은 두뇌를 만들고, 평소에 경험하지 못한 즐거운 일, 새로운 일, 놀라운 일, 좋은 환경, 기분 좋은 일들을 경험하면서 감정적인 반응을 일으킨 일들이 생기게 되면 더 활성화되고, 학습하기 좋은 뇌로 발달하는 것이다.  

  역설적으로 우리는 늘 다니던 길, 맛집만을 고집하는 일, 덜 움직이고 게으른 일들은 우리두뇌에 자극을 주지 못하는 것이다. 

  때때로 나쁜 일, 무서운 일, 공포 같은 일들은 뇌에 좋은 자극은 되지만 이것이 해마에서 재생되면서 인지 편향이나 외상 후 스트레스 증후군(PTSD)처럼 부정적인 기억으로 트라우마로 고통 받기도 한다. 

  그러나 모든 일에는 순기능과 역기능이 있듯이 인간은 해마와 피질의 역할 때문에 만물의 영장이 되었고, 새로운 경험이 빠르게 지식을 통합하고 수정할 수 있다는 것이 신비로운 일이다. 

  학생들이 학습할 때나 어른들이 업무를 할 때 우리는 단순하게 학습 활동과 업무 활동이리고 하지만 두뇌 활동으로 본다면 전혀 다른 두뇌의 움직임인 것이다. 

  좌뇌와 우뇌가 서로 협업을 하지만 기본 역할들이 다르다는 것이다. 수리 과학과 예체능, 토론시간, 담소하는 시간, 업무시간과 휴식시간에 반응하는 피질의 영역들이 학습 속에 관여된 두뇌 활동 방식은 전혀 다르다는 것이다. 

즉 여러 가지 분야에 학습 활동을 할 때,  두뇌의 뇌파의 움직임을 촬영하고 비교 분석하여 두뇌의 서로 다른 부위를 활성화시키면서 진행된다는 사실을 알게 된 것이다. 

  뇌가 학습하는데 방해가 되는 요소는 스트레스이다. 적당한 스트레스는 두뇌를 활성화시켜주지만 무엇이든 과하면 문제가 되는 것이다.

  그래서 만성 스트레스는 우리 뇌의 기능과 구조, 유전자 수준 심지어 뇌의 크기까지 바꿀 수 있는 무서운 질환이라고 할 수 있다. 

  호르몬중 코티졸은 뇌의 시상하부-뇌하수체-부신 축이 활성화되면 분비되게 된다. 즉 스트레스는 마음으로 받는게 아니라 뇌에서 인체기관인 부신에 신호를 보내게 되고 부신에서 코티졸을 분비하게 된다. 

이 코티졸은 스트레스 해소를 위해 혈당을 급격히 상승시키고, 빨리 포도당을 올리려면 평소보다 많은 양의 음식과 당분이 필요하게 되는 것이다. 결국 스트레스가 축척되면 살도찌고 당뇨병 같은 무서운 질병에 노출될 수 있는 것이다.

  또한 코티졸 호르몬이 많이 분비될수록 학습과 기억, 스트레스 조절과 연관되어 있는 부분인 뇌의 해마 부위의 전기 신호 기능이 저하된다. 

해마가 약해지면 시상하부-뇌하수체-부신 축의 활성화를 방해하여 우리가 스트레스를 조절할 수 있는 힘도 약해지고, 뇌의 크기를 줄어들게 한다. ​

과다 분비된 코티솔은 뉴런 사이의 시냅스 연결을 손상시키고 전전두엽의 피질을 줄어들게 하여 집중력, 의사결정력, 판단력, 사회성 등을 조절하는데 어려움을 겪게 되고, 해마에서 만들어지는 새 뇌세포수도 감소시켜서 학습력과 암기력에도 안 좋은 영향을 주게 되는 것이다.
 
 (사)한국브레인진흥원에서는 두뇌의 스트레스를 해소하고, 뇌파를 활성화는 200여가지의 훈련 프로그램을 개발하여 뉴로피드백 훈련시스템에 적용하고 있다. 

  5분간의 BFM 뇌파검사를 통해 11가지의 두뇌지수를 분석하고 심층 상담을 통해 적성과 스트레스 지수, 좌우뇌 협업, 휴식상태, 정서 상태, 행동성향 등 11가지 지수를 분석하여 학생들에게는 스트레스 제거와 학습의 효율화, 직장인들에게는 직무 스트레스 해소, 어르신들에게는 치매예방 훈련을 실시하여 대한민국 국민들의 스트레스 해소와 두뇌 건강 힐링에 최선을 다하고 있다. 

 

김진석 원장 프로필

(사단법인)한국브레인진흥원 원장 김진석
(사무실) 02-547-0988, C.P : 010-8505-0000

"뇌가 즐거우면, 인생이 행복하다."

강원대 수학교육과 학사
서강대 대학원 교육학석사
중등교감자격
중등교장 자격
두뇌분석사 1급자격
가족상담사 1급자격
두뇌교육강사 1급자격
한국쉐마교육인성교육원 실장
한국브레인진흥원 원장

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대한교과서 고교수학 저자
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