한때 공부는 엉덩이로 하는 것이라는 말이 있었다. 이는 공부는 뇌를 써서 요령을 부리는 것이 아니라는 이야기이다.
오랜 시간 동안 앉아서 끈기 있게 공부해야만 성과가 나타나는 것을 비유적으로 한 말이다.
하지만 현대의 뇌에 관련된 과학은 학습, 기억, 집중, 습관 등 여러 분야에 대해 연구하는 것으로 범위가 넓어졌다.
이는 뇌과학을 통해 효율적인 공부가 가능하다는 것을 의미하게 되었다.
1. 해마
해마는 외의 측두엽에 자리 잡고 있다. 작고 휘어져 있어 바다의 해마와 같이 생겼다는 것에서 이름이 유래 되었다.
해마는 학습하고 중요한 내용을 암기하는 데 꼭 필요한 뇌의 일부라 할 수 있다.
해마는 단기기억에서 장기기억으로 전환하는 데 중요한 역할을 담당하고 있다.
새로운 정보는 해마가 일차적으로 받아들인다. 그 이후에 이 정보를 기존에 저장되어 있는 기억과 연결을 시키는 역할을 한다.
이를 기억 통합이라고 부른다.
이런 기존의 지식과 연결을 함으로써 장기 기억으로 바뀔 수 있도록 도와준다.
이런 역할을 극대화하기 위해서는 반복 학습이 매우 중요하다.
반복을 많이 하면 할수록 시냅스 연결이 강화되기 때문에 장기 강화 현상이 발생한다.
또한 해마는 공간 기억을 형성하기 때문에 길을 찾거나 공간에 대한 구조를 파악하는 능력을 담당하고 있다.
이러한 해마가 손상된다면 새로운 것에 대해 기억하지 못할 수 있다. 또는 최근의 일들이 기억나지 않을 수도 있다. 더 나 안 가서는 시간이나 장소에 대한 감각이 흐려질 수도 있다.
이런 이유로 해마는 기억의 입구라는 말로 대신하기도 한다.
해마의 이러한 특성을 학습에 대해 활용한다면 다음과 같은 전략들이 있다.
1. 이름의 앞 글자를 따는 단순한 암기보다는 의미를 중심으로 기억을 연결하는 것이 효율적이다.
2. 요약 정리는 필수적이며 개념 지도를 작성하여 마인드맵과 같은 것을 활용하면 기억에 도움이 될 수 있다.
3. 암기는 무엇보다도 반복이 필수이다. 반복을 통하면 해마의 기능 또한 향상될 수 있다.
2. 전두엽
뇌의 주요 영역은 네 군데로 나눌 수 있다. 전두엽은 이마 바로 뒤쪽에 자리 잡고 있기 때문에 뇌의 입장에서 보면 앞쪽이라 할 수 있다. 전두엽은 고차원적인 내용을 사고하는 데 쓰이는 부분이다. 또 다른 기능은 자기 조절 능력을 담당하고 있다.
전두엽이 하는 역할은 계획 세우기, 정리와 같은 일을 하는 데 있어서 행동의 기능이다. 한 가지 일에 몰입하고 산만함을 억제하는 집중의 역할도 하고 있다. 또한 생각하거나 문제를 해결할 때 잠깐의 기억을 저장하고 다루는 역할을 한다. 전두엽의 그 외의 역할을 살펴보면 유혹을 참을 줄 아는 감정 억제의 기능, 여러 가지 선택지를 보고 가장 합리적인 결정을 내리는 의사결정 능력이 있다.
마지막으로 사회성을 담당한다고 할 수 있다. 이는 사회적으로 약속된 규범을 이해하고 자신의 개성을 표현할 줄 아는 능력이 이에 속한다.
전두엽을 이용해 공부에 대한 팁을 보면 다음과 같다.
1. 포 모드 기법 사용
포 모드 기법이란 스톱워치로 25분간 시간을 맞추어 놓고 집중하는 것을 말한다.
25분이 끝난 후에는 무조건 5분간의 휴식이 주어진다.
이를 통해 집중력을 향상하는 것을 호모도 기법이라고 한다.
2. 스마트폰 차단
여러 가지 앱을 통해 스마트폰을 전혀 사용할 수 없도록 만드는 것 또한 전두엽의 활성화에 도움이 될 수 있다.
3. 명확하고 구체적인 목표 설정
이러한 전두엽의 역할을 보았을 때 전두엽이 손상될 경우 다음과 같은 증상이 나타날 수 있다.
충동을 조절하는 데 장애가 생길 수 있다. 판단력이 저하될 수 있다. , 집중력이 부족할 수 있다. 감정의 기복이 심하고 성격이 변할 수 있다. 사회적으로 부적절한 행동을 할 수가 있는 경향을 보일 수 있다.
3. 편도체
편도체란 뇌의 측두엽 쪽을 위한 한 것이다. 작은 아몬드 모양의 구조로 생겼다. 편도체가 하는 역할은 감정을 처리하는 것이다. 특히 공포나 불안, 즐거움과 분노와 같은 감정을 빠르게 인식하고 반응하는 데 중요한 역할을 하고 있다.
편도체는 외부 자극에 대해 감정적인 반응을 빠르게 유도한다. 따라서 갑자기 들리는 큰소리에 놀라는 것도 편도체의 역할이라 할 수 있다. 편도체는 감정적으로 강한 사건일수록 더 기억에 오래 남도록 도와주는 역할을 한다. 해마와 함께 작동하면서 감정이 담긴 기억을 저장하는 역할을 수행한다.
이런 외부 반응에 반응함으로써 편도체가 하는 가장 큰 역할은 위험을 감지하고 빠르게 대응할 수 있게 한다. 감정과 관련된 편도체는 타인의 감정을 읽거나 공감하는 능력도 관련되어 있다.
편도체가 역할은 다음과 같다.
1. 감정이 개입된 학습을 더 오래 기억에 남게 도와준다. 따라서 암기할 부분은 나의 감정이 개입된 경험을 떠올림으로써 더 오래 기억하게 할 수 있다.
2. 흥미를 느끼게 되거나 감정이 동반될 경우 편도체는 더 중요한 정보로 생각한다. 따라서 이런 정보는 먼저 저장하려는 경향이 있다.
3. 반대로 강한 스트레스를 받거나 불안함을 느낄 경우에는 학습 능력을 현저하게 떨어뜨릴 수가 있다. 이는 과도한 편도체의 활성화라고 불린다.
이러한 역할을 하는 편도체가 과도하게 작용할 경우에는 불안장애, 외상후 스트레스 장애와 같은 문제가 나타날 수 있다. 편도체가 망가졌을 경우에는 사소한 자극에도 과하게 반응하고 감정 조절이 어려워질 수도 있다.
편도체를 건강하게 유지하는 방법에는 명상, 심호흡, 산책과 같은 것들이 있다.
편도 학습에 활용하는 방법은 다음과 같은 것들이 있다.
1. 감정의 변동을 일으킬 수 있는 학습 콘텐츠 활용하기
2. 스토리텔링 방식으로 개념을 연결하기
3. 명상, 요가와 같은 방법으로 스트레스를 관리하여 긍정적인 감정을 유지하기와 같은 것들이 있다.
4. 기저핵
기저핵은 대뇌피질 안쪽에 있는 여러 개의 신경핵이 모여 있는 구조로 되어있다. 기저핵이란 말은 운동 조절을 조절하는 기능, 습관을 형성하는 기능, 보상에 대한 처리 능력, 자동화된 행동과 관련된 기능을 담당하는 부분이다.
기저핵은 선조체, 담창구, 렌즈 핵, 흑질, 시상하부의 피하 핵과 같은 여러 부분이 구성된 팀과 같은 개념이다.
기저핵이 담당하는 기능으로는 운동에 관련된 것을 조정하는 것, 움직임을 매끄럽고 조화롭게 만들어 주는 역할, 반복되는 행동이 습관으로 자리 잡을 수 있도록 만들어 주는 역할, 자전거 타기, 운전, 여러 가지 운동과 같이 몸이 기억하는 행동들에 관한 것들에 관여하고 있다. 또한 기저핵은 도파민과 연결되어 있어 어떤 일을 한 후에 보상을 예측한다거나 일에 대한 동기를 부여한다거나 쾌감과 같은 것에 중독되는 것과 같은 반응을 조절한다.
학습에 있어서 반복 훈련이 중요한 이유도 이 기저핵이 자동행동으로 전환해 주기 때문이다.
처음에는 전두엽에 공부 계획을 주도하지만 이 행동이 반복될수록 생각하지 않아도 저절로 실행되는 것은 기저핵의 역할이라고 할 수 있다. 특히 단순 계산에 관련된 공부라든지, 외국어 말하기와 같은 패턴을 익혀야 하는 학습에 매우 중요하게 작용한다고 할 수 있다.
기저핵이 문제가 될 경우에 잘 알려진 병으로는 파킨슨병이 있다. 헌팅턴병이라고 하는 인지장애와 관련된 질병도 나타날 수 있다.
기저핵을 자극하는 학습법으로는 자동화하는 방법이다.
일정한 장소에서, 일정한 시간에 나만의 루틴을 만들어 학습에 대한 습관을 만들어 나가는 것이다.
반복 학습과 패턴화된 훈련도 절차적인 기억을 형성하는 데 도움이 될 수 있다. 이런 과정을 통해 습관이 형성될 경우 목표 달성 후 보상을 해주게 되면 도파민의 활성을 유도할 수 있다. 따라서 개인의 취향에 따른 보상 시스템을 마련하는 것도 큰 도움이 된다고 할 수 있다.
5. 소뇌
소뇌는 뇌의 뒤쪽 아래에 자리 잡고 있다. 대뇌피질 아래쪽에 있는 구조이다. 이름 그대로 작은 뇌라는 뜻을 가진 부분이다. 소뇌가 전체 뇌에서 차지하는 부피의 비중은 10%밖에 되지 않는다. 하지만 뉴런의 50% 이상이 소뇌에 모여 있기 때문에 고밀도로 신경회로가 모여 있다고 할 수 있다.
소뇌가 하는 역할은 5가지로 요약할 수 있다. 첫째는 운동을 조절하고 몸의 균형을 유지하는 기능이다. 몸의 움직임을 정확하고 부드럽게 조절하며 손으로 물건을 잡을 때 몸이 균형을 잡게 하는 역할을 한다. 두 번째는 미세한 움직임을 조절한다. 예를 들어 악기를 연주한다든지, 타자를 빨리 치는 것과 같은 동작을 수행한다. 세 번째로는 반복된 신체 움직임을 기억한다. 이런 기억을 통해 운동을 더 효율적으로 수행할 수 있도록 만들어준다. 네 번째로는 절차적 기억을 지원한다. 이는 다른 말로 몸이 기억하는 학습이라고도 한다. 소뇌는 뇌의 기저핵과 함께 작동해 습관을 형성하고 몸의 자동 동작을 조정한다. 마지막으로 소뇌는 시간에 대한 감각을 가지고 예측을 가능하게 해준다. 일정한 리듬이나 타이밍과 같은 것들을 감지하고 조율해 준다. 따라서 음악의 리듬을 맞추는 데 도움을 줄 수 있고 연설 타이밍을 조절하는 데 큰 역할을 한다.
소뇌가 학습에서 잘 작동하게 하기 위한 방법으로는 반복 훈련 학습이다. 소뇌는 생각하지 않고 자연스럽게 나오는 행동을 만드는 데 큰 역할을 하고 있다. 이도 초기 대뇌피질에 의해 작동한 학습 훈련이 나중에는 소뇌가 자동처리 하는 것으로 연결이 된다.'
소뇌의 이런 역할을 볼 때 기저핵과의 협업이 되리라는 예상을 하는 것은 충분히 가능하다.
소뇌가 손상되었을 경우에는 몸의 움직임이 부정확하고 비틀거리게 된다. 또한 글씨가 삐뚤어지거나 몸의 균형을 잡기가 어려워진다.
결국 공부는 뇌를 훈련하는 일이다. 뇌를 이해하고 공부하게 되면 과학적으로 성장할 수 있는 계기가 된다.