기억을 연구하는 과학자.
기억의 차이는 어디서 나오는 걸까?
기억의 종류와 정도가 다른 이유는 각자 개성과 취향이 다르기 때문이에요. 그것이 곧 뇌를 변화시킴.
개성의 차이는 뇌의 차이에요.
뇌의 차이가 개성, 성격, 인격의 차이를 만들고 나와 타인이 다름을 설명할 수 있음.
그해답은~?! 오늘 강의때 알려주겠다고함.
기억에 의해 뇌가 변한다는 것은 기억의 메커니즘에 대해 알아보고 기억이 갖는 의미에 대해 알아보는 시간임.
우리는 어떻게 기억하는가?!
기억하면 떠오르는 것은??
기억이란 머리는 잊었지만 몸이 기억하는 것을 말해요. 어렸을 때 배운 율동같은거욤.
과학자로서 기억을 설명한다면 매일 수많은 정보들을 접하고 습득하는 우리는 다양한 정보가 학습을 통에 뇌에 입력되고
필요할때 다시꺼내는 과정을 기억이라고 정의합니다.
말로 표현할수 있는 기억을 서술기억이라고해요. 장점이 한번 보고도 쉽게 기억하고 서술기억의 단점은 쉽게 잊혀지고 왜곡될수 있음.
서술기억단점의 예를 보면 같은 영화를 보고도 서로 다르게 이야기할때에요.
비서술기억은 습관, 운동기술, 악기연주에요. 많은 훈련과 반복으로 얻어지는 기억임.
수영 처음 배울때는 바로 안되잖아요. 굉장히 어렵거든요.
어렵지만 한번 익히면 잊혀지지 않는 비서술기억.
몸이나 근육에 기억이 저장되진 않음. 근육을 움직이는 것은 운동신경이에요.
운동신경을 조종하는 것은 뇌에요.
운동기술 또한 기억이기 때문에 뇌에 저장되요.
운동기술이 저장된 뇌를 이식받을경우? 운동을 잘하게될까요? 가능은 하다고해요.
물론 운동기술을 발휘할수 있는 신체조건도 필요함.
하드웨어가 몸이라면 소프트 웨어는 뇌에요.
신피질은 네 개의 영역으로 구분됩니다.
시각 정보를 처리하는 후두엽. 처음가는 장소가 후두엽이에요.
눈이 멀쩡해도 후두엽이 손상되면 하나도 볼수 없어요. 후두엽 손상으로 시력을 잃을수도 있어요.
사소한 경험이라도 그 안에 다양한 감각 정보가 있음.
커피를 마실때 시각으로 커피의 색, 찻잔. 후각은 커피의 향. 미각은 커피의 맛.
촉각은 커피의 뜨거움. 청각은 커피를 마시면서 나눈 대화.
여러 정보들이 합쳐져야 그 장면을 기억할 수 있음.
태어날때부터 측두엽이 크다면 청각 후각이 발달하나요?
유전적인 소인에 의해 사람마다 뇌 구조는 조금씩 다르지만 뇌는 학습에 의해 변해요.
유전과 학습 뇌는 어떤 영향이 더 클까?
인간의 유전자는 대동소이해요. 내가 무엇을 경험하는지 무엇을 배우는지에 따라 " 뇌는 달라집니다."
타고나는 것보다 뇌는 학습의 영향을 더 크게 받아요. 형태 변화가 아니라 기능의 강화?
형태도 달라짐.
몸에서 가장 유연한 기관이 뇌에요. 뇌의 외형이 바뀌는 것이 아니라 미세한 구조 차원에서 많은 변화들이 일어나고 있음.
어떤정보가 들어오면 일단 신피질로 넘어가게 되고
신경과학계에서 주목을 받은 한 남자가 있어요. 그로인해 기억의 장소가 밝혀짐.
9살때 자전거를 타다가 머리를 다친 헨리 몰래이슨은 이후 시작된 발작증세로
세월이 흐를수록 뇌전증이 심해져 치료를 위해 뇌의 어느 부분을 잘라내기로 결정을 함.
수술후 발작증세는 호전됏지만 그런데 다른 문제가 발생함.
매일 보는 의사를 기억하지 못함..ㅠㅠ
과연 의사는 뇌의 어느부분을 제거했을까?
내측두엽은 측두엽 중에서도 안쪽에 위치한 영역이에요.
해마가 기억을 저장하는 장소라는 것을 헨리 몰래잇느의 사례를 통해 알게 됨.
이전에는 해마의 기능에 대한 정보가 전혀 없었음.
해마를 잘라내면 뇌전증이 치료된다는 것은 어떻게 알았을까요?
그때는 해마를 제거하고자해서 수술한게 아니라 1940년대에 들어서면서 뇌전증 원인 부위로 측두엽이 부각됨.
해마를 포함한 양측 내측두엽을 제거함.
1930년대 말 미국 신경외과의들이 자주 시도했던 뇌 절제 수술.
뇌 신피질 일부를 절개하는 방법임 성격이 포악하거나 문제가 있는 정신질환자들을 대상으로 뇌 수술을 시도했다고해요.
핸리 몰레이슨의 해마가 사라지면 새로운 기억을 저장하지 못한다는 것을 알게 됨.
헨리 몰래이슨 사례를 보고 또 다른 흥미로운 사실.
수술이후 탁구를 배우기 시작한 헨리는 탁구 실력이 나날이 늘어갔던 그러나 탁구를 배운 사실은 전혀 기억하지 못하는..!
이 사례를 통해 알게 된 사실.
기억은 두 종류로 나뉜다. 서술기억과 비서술기억.
헨리가 손상된 기억은 서술기억이에요. 서술기억은 해마에 비서술기억은 뇌의 다른곳에 저아됨.
비서술기억은 춤, 운동의 순서와 정교한 테크닉은 기저핵과 소뇌에 저장되요.
헨리가 탁구를 익힐수 있었던 건 기저핵과 소뇌가 남아있었기 때문이었다.
헨리의 수술을 집도하고 후회했던 의사.
헨리의 기억에 손상됐다는 사실에 죄책감이 들었던 윌리엄 스코빌.
헨리의 기억 손상에 대한 분석을 통해 내측두엽 절제 수술에 대한 경각심을 일깨움.
신경심리학의 개척자인 브렌다 밀너.
이 사실을 밝힌 사람이 브렌다 밀너에요.
올해 101세라고하네요. 1918년생으로 현역 교수로 활동중이라고함.
82세가 되던 2008년에 사망한 헨리 몰래이슨. 사후 수술에 의해 제거된 뇌 부위가 정확히 어디인지 알기 위한 연구가 시작됨.
MRI와 박편을 제작함. 수술로 제거된 자리를 정확히 알아냄.
총 2401개의 얇은 조각으로 보존함.
무려 53시간이나 걸린 절편 과정. 헨리의 뇌는 3D 뇌 모델로 제작됨.
기억은 잃었지만 영원히 기억되는 사람으로 남은.. 헨리 몰래이슨.
헨리의 과거의 서술기억은 어디에 있을까요?
해마의 기억들이 오래 남기 위해서는 해마에서 다시 신피질로 넘어가야 함.
그 이유에 대해선 여러 학설들이 있는데
시도때오없이 들어오는 정보들. 이걸 다 저장한다면.
해마의 역할이 필요한 정보는 신피질로 보내고 필요 없는 정보는 지워버리죠.
누구나 인상깊은 장면만 기억에 남음.
해마는 어떤 기억을 중요한 기억으로 인정해서 신피질로 보내는 것일까?
해마가 인정하는 중요한 기억은 생존과 관련된 정보에요. 목숨이 왔다 갔다 하는 정보.
해마가 인정하는 중요한 기억은 유전자를 대물림하기 위한 정보에요.
배우자를 찾기위한 정보. 해마에서 특별한 정보만 신피질로 이동하고 반대로 재미없고 따분한 정보들은 중요한 기억으로 인정이 안됨.
그렇기때문에 해마에서 신피질로 가지 못하고 사라짐.
영어단어, 수학공식, 신피질이 싫어합니다...ㅋㅋ
정보가 해마에 머무르는 기간은 한달에서 몇달이에요.
해마에 저장된 기억은 그 이후에는 완전히 신피질행. 해마라는 공간은 한정적이기 때문에
소통이란 정보의 중요도를 따지는 과정이 반복되기 때문에 시간이 오래 걸림.
기억은 어떻게 저장되고 이동하는가?
뇌에 들어있는 세포는 여러 종류가 있습니다만 그중에 중요한 세포가 신경세포에요. 뉴런!!
뇌의 특징이 세포들끼리 연결인데 뉴런과 뉴런을 연결하는 구조물이 시냅스에요.
뉴런들이 연결되어 신경회로가 되고 그 회로 때문에 정보를 처리하고 기억할 수 있는 것.
우리 뇌는 전기에 의해 작동이 되요.
뇌의 작동원리는 전기 + 화학 신호임. 뇌는 전기, 화학기관이다.
자고있을 때도 일을 하는 뉴런들이 있습니다.
기억이 어떻게 오가고 저장되는지 뉴런구조를 통해 살펴보도록 하겠습니다.
뉴런은 외에 몇개나 있을까?
1.5L 크기의 작은 뇌에 천억개의 뉴런이 존재함.
큰 충격을 받으면 세포는 손상될수 있는데 약한 충격에는 문제없음.
물리적인 충격은 위험하긴 하죠. 그래서 격한 운동을 할때는 헬멧을 사용하잖아요.
우리에게 있는 천연 헬멧인 두개골.
그렇다면 뉴런끼리 연결은 어떻게 돼 있을까?
일부 뉴런을 염색해서 보이게 한 거에요.
뉴런끼리 서로 연결되어 있음. 시냅스 작동 원리는?
수상돌기가 정보를 입력하면 세포체 종합으로 이동을해서 축삭 돌기로 정보를 전달함.
신경전달물질이 수용체와 결합하면 전기가 발생해요.
시냅스 작동원리는 전기에서 화학에서 다시 전기로.
오늘의 핵심내용임!!
기억의 핵심은 시냅스 틈임. 시냅스 틈없이 뉴런이 하나의 전기선처럼 연결된다면..
들어온 정보를 그대로 전달만 하는 중개인 역할에 불과할 것.
인간의 뇌는 생각하는 존재에요. 시냅스 틈 때문에 사고, 판단을 할수 있는 것.
여러가지 상황 변화를 결정하는 시냅스.
우리가 모든 것을 다 기억하지 못하는 이유는 시냅스 틈 때문?
시냅스에 문제가 생기면 뉴런간의 신호가 원활하지 않음. 기억이 잘 안난다.
단순한 내용을 기억하더라도 수십만, 수백만 개의 시냅스가 필요함.
복잡한 정보일수록 더 많은 시냅스가 필요함.
술먹고 필름이 끊기는 이유는 전기신호가 시냅스에 오지 않아서 일까요?
신경세포가 알코올에 영향을 받을수 있음. 뉴런간의 전기가 전달되는 과정에 문제가 생길수 있기 때문임.
술을 마시는 자리에서는 대화도 나누고 아무 문제 없거든요.
해마가 없었는데 유머감각도 좋고 대화도 잘했던 헨리 몰래이슨.
몇분뒤 똑같은 사람을 다시 만나면 기억이 초기화됨. 헨리의 현상과 과음으로 인한 기억상실인 블랙아웃 현상이 비슷해요.
대화를 기억으로 남기기 위해서는 들어온 정보가 해마로 가야함. 그런데 술을 마시면 기능이 저하되는 해마. 그래서 다음날 기억이 안나는 것.
시냅스는 태어날때부터 다 있는 것인지? 아니면 필요할때마다 만들어지는 것인지?
태어났을대 뇌의 뉴런들은 인간만이 갖는 독특한 신경회로를 스스로 만들기 시작함. 자연적인 자극들이 있거든요.
엄마의 촉감, 빛의 정보. 물의 느낌.
과정을 거치면서 기본적인 뇌 회로망이 만들어짐.
시냅스를 만들기위해 많아짐. 불필요한 연결이 생길수도 있어요.
다른 회로를 방해하는 연결이 있으면 학습을 통해 수상돌기의 가지치기가 이루어짐.
영유아기때 뉴런의 연결, 어떻게 해야 잘 발달시킬수 있나? 시각, 촉각등 각 신경회로에 따라 발달시기가 다를수 있음.
예를들면 눈을 통해 사물을 볼수 있는 능력. 시각회로가 있어야 가능해요.
언어의 경우 능숙하게 구사하기까지 오랜 시간이 걸림.
각각의 인지기능이 발달하는 시기에 맞춰 적절하고 복잡한 정보가 주어지는 것이 중요해요.
좋은 환경도 필수죠.
풍부한 환경이란? 물질적인 것이 아니라 뇌가 많은 생각을 할수 있도록
다양한 감각을 자극해주는 환경이에요. 심리 정서적으로 안정감을 주는 환경. 이러한 환경이 뇌와 해마의 발달을 도와요.
신생아때를 기억할수 있다?
소위 유아기억. 존재여부에 대해서는 논란이 있습니다.
유아 기억을 명확하게 입증하는 연구 결과들을 기다려봐야 해요.
과학에서는 개인의 경험을 과학적 사실로 인정하는건 위험할수 있음.
과학적 사실은 반복적으로 재현되고 똑같은 사례들이 통제된 상황에서 똑같은 결과를 내야만 인정.
개인의 경험담은 과하적 사실이 될수 없음.
유아기때 기억난다고 말할지라도 서술기억은 왜곡될수 있어요.
자꾸 듣다보면 마치 직접 경험한 것으로 회상됨.
100여 년 전으로 거슬러 올라가면
라몬이 카할이 현미경을 통해 뇌세포를 연구. 뉴런사이의 시냅스 연결이 불면이 아니라 학습에 의해 변화될수 있다.
시냅스의 변화가 기억의 메커니즘이라고 주장함.
도널드 헵은 기억은 신경세포의 시냅스에 저장되며 학습에 의한 시냅스 변화가 기억의 물리적 실체임.
기억이 형성되면 시냅스에 저장되는지.. 기억이 형성되면 시냅스가 변화하는지 직접 눈으로 볼수 없었거든요.
기술적인 어려움 때문에 확인하기 힘들었음.
기억에 의해 시냅스가 변화되는 모습을 시각적으로 보여준 것.
쥐에게 공포기억을 학습시킨 후 알아낸 결과 쥐가 공포기억을 학습하는 과정을 공개.
전기자극을 느낀 쥐는 다음날 똑같은 쥐를 똑같은 상자에 집어넣고 상자에 들어가자 꿈쩎도 안하는 쥐.
어제의 자극을 기억하는 쥐.
쥐가 정말 공포기억을 학습했는지 쥐의 행동을 통해 확인함.
기억이 형성될때 활성화되는 뉴런인 기억세포.
기억이 형성되려면 기억세포 간의 시냅스가 연결돼야 해요. 노란색과 파란색점들이 바로 시냅스임.
노란색은 공포기억을 저장한 시냅스임. 파란색은 공포기억과 무관한 시냅스임.
시냅스 크기의 차이의 의미는?
전류를 세게주거나 자극의 횟수를 늘리면 공포기억이 커져 노란 시냅스 수가 증가해요. 노란 시냅스 크기도 커짐.
학습에 의해 시냅스의 구조적인 변화가 일어난다.
감정이 커지면 시냅스도 커질까??
어떨땐 기억이 쉽게 저장되고 어떨땐 그렇지 않고 흥분된 상황에서 일어난 일은 오래 기억됨.
감정에따라 여러 신경전달물질이 방출됨. 신경전달물질이 해마를 더 자극함. 세포들 간의 연결이 빠르고 강해짐.
평소에는 그냥 지나가는 정보라도 감정상태와 밀착된 정보는 중요하게 판단되어 바로 저장됨.
커졌던 시냅스가 다시 작아지기도 하나?
시냅스가 학습에 의해서 변화하는 현상을 시냅스 가소성이라고해요.
가소상에 의해서 기억이 저장되고 저장되는 내용이 달라지기도 함.
이론적으로 가능하다고함.
회상을 할때 활성화되는 기억세포들.
기억세포를 연결하는 시냅스도 활성화됨. 시냅스가 사라지면? 저장된 정보도 사라질 것. 그런 일들이 진행되고 있어요.
사고나 안 좋은 일로 나쁜 기억이 계속 강화되면 외상후 스트레스 장애가 생길수도 있어요.
치료 목적으로 연구 진행중임.
시냅스는 어떻게 제거하는가? 의사와 상담을 하면서 끔찍한 기억을 회상하면 나쁜 기억의 회로가 활성화됨.
외상된 기억이 다시 회로에 자리 잡지 못하도록 순가적으로 방해할수 있는 약물을 투여.
예를 들면 혈압약도 이에 해당됨. 끔찍한 기억이 떠오를 떄 교감신경이 활성화되어 차단하죠.
어디서 무엇을 경험했다라는 단순한 사실만을 남겨두고
나쁜 기억에 대한 감정을 선택적으로 줄이는 방법은 연구중임. 일부는 효고를 보고 있음.
그러나 다른 기억이 손상될수 있는 부작용도 존재해요. 그래서 조심스럽게 접근해야 하지 않을까..
기억을 잃는 것에 대한 두려움. 기억을 잃어버리는게 치매잖아요.
치매와 시냅스연구,, 관련이 있나? 대표적인 치매 알츠하이머는
알츠하이머 환자의 뇌표면을 보면
신경회로에서 정보를 꺼내지 못하면 알츠하이머 치매.
알츠하이머 치매는 한번 진행이 되면 치유가 안돼요. 지연, 유지시키기 위한 노력은 할수 있지만 호전시킬수 있는 방법은 아직 없음.
그러나 치료법을 찾기위한 노력중임. 예를 들어 플라크, 섬유엉킴 등을 제거할 방법은 연구중임.
시냅스 활성화를 통한 알츠하이머 치매 예방법?
근육을 늘리려면 운동을 해야하잖아요. 쓰면 쓸수록 근육이 강화되는 것처럼 뇌의 시냅스도 쓰면 쓸수록 강화됨.
뇌의 인지기능을 향상시키기 위해서는 많은 정보를 받아들이려는 노력이 필요함.
치매 예방에 고스톱이 좋을까요? 약간의 도움은 되지만 고스톱을 치다보면 룰을 알게되고 나중에는 반사적으로 하게되는데
뇌가 고민을 해야 하는데 그렇게 하지 못하게됨.
모든것이 결정된 운명에 맡기는 게임이 아니라
즐거운 마음으로 배우는 집에 갈때도 매일 가던 길로만 운전하지 말고 엉뚱한 길로 가는게 더 좋다고해요.
내비게이션 도움없이 스스로 찾아가는 훈련을 추천.
건망증은 무엇일까요? 나이들면서 누구나 겪는 건망증.
기억의 강도가 클수록 시냅스의 크기가 크고 개수가 많아짐. 시냅스는 변한다. 시냅스 가소성.
나이가 들수록 시냅스도 약화됨.
시냅스 탄력성이 떨어지고 시냅스 개수도 떨어짐.
이때 기억정보가 손상되어 건망증이 나타날수 있음.
시냅스를 튼튼하게 만든느 방법은?
한시간동안 여러번 반복하는 것보다는 오늘 10분 내일 10분 모레 10분 간헐적으로! 자주 반복해서 학습하면 그 기억은 오래갈 것.
그냥 보는것이 아니라 필기를 하거나 입으로 외운다든지 신피질을 자극하는 다양한 감각들을 활용할 것.
뇌전체가 효과적으로 그 정보를 기억. 나중에 회상할 때 특정한 신피질에서 생각나지 않더라도 다른 신피질에서 떠올릴수 있기 때문에 좋아요.
그리고 가장 중요한 것은 꿀잠을 자는것임!!
해마에 저장된 기억은 신피질로 넘어가야 장기기억이 되요. 그 작업이 일어나는 때가 수면중이에요.
중요한 정보를 해마에 저장하더라도 해마에서 신피질로 못 가면 장기기억 실패. 해마에서 신피질로 넘어가는 과정은 아직 베일에 싸여있는 과정이라고해요.
벼락치기한 공부는 오래 안감. 기억으로 오래 유지 못하기 때문에 효과적인 학습방법이 아님.
필기 암송 다양한 방식으로 학습하고 조금씩 자주 반복하고 잠을 잘 자면 장기기억됨.
학생들에게 전하고 싶은 메시지.
" 우리의 뇌는 항상 변하고 있다. 그래서 우리는 변할 수 있다."
쥐가 공포기억을 학습햇을때 새로운 시냅스가 만들어졌어요. 학습과 경험이 없었다면 시냅스도 만들어지지 않았을 것.
고향, 환경, 학교, 겪어왔던 길이 다른 우리. 다른 경험을 하기 때문에 다른 뇌가 만들어지고 뇌가 다르기 때문에 같은 것을 경험하더라도 다르게 느끼는거에요.
나만의 독특한 개성과 인격은 뇌에서 나온다.
<출처: jtbc 차이나는 클라스>
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