“움직이는 뇌가 생존하는 뇌”

뇌과학자 테리 도일이 본 ‘뇌과학과 학습’

수천, 수만년 동안 인간은 움직여야 살아남을 수 있었다. 폭풍우와 맹수 등 작은 소리에도 위험을 감지하며 쉬지 않고 움직여야 생존할 수 있었다.

뇌 과학자 테리 도일(Terry J. Doyle) 미시간 펠리스주립대 교수는 “인간의 뇌는 움직임에 최적화되면서 진화해왔다”고 강조했다.

그는 21일(수) 서울 삼성동 코엑스에서 개최된 ‘MK-KRIVET 스마트테크 컨퍼런스 : 4차산업혁명 시대 기업혁신과 직업능력개발’의 기조강연자로 참석해 20여년간 연구한 뇌 과학과 학습방법과의 관계를 흥미롭게 풀어냈다.

테리 도일 교수는 뇌과학과 학습혁명에 대해 20여년간 연구해온 결과를 공유했다. ⓒ김은영/ ScienceTimes

테리 도일 교수는 뇌과학과 학습혁명에 대해 20여년간 연구해 온 결과를 공유했다. ⓒ김은영/ ScienceTimes

학습능력은 뇌에 자극을 어떻게 주는가에 달려

테리 도일 교수는 먼저 우리의 뇌가 ‘움직임’을 자극으로 받아들여 학습상태를 최적으로 유지한다는 점을 강조했다.

“앉아있는 것 보다 움직이는 것이 학습하는데 도움이 된다. 움직이는 뇌가 생존하는 뇌다. 인간은 움직이며 생존해왔다. 걷거나 가벼운 운동기구를 이용해 학습하면 우리 뇌는 자극을 받으며 학습능력이 높아진다.”

그는 슬라이스 속의 사진을 가리키며 이렇게 말했다. 사진 속의 학생들은 운동할 때 균형을 잡는 동그란 짐볼이나 책상과 연결된 자전거를 타고 있었다. 가벼운 운동은 뇌를 자극시켜 학습능력을 증진시킨다는 것이다.

뇌는 감정적이다. 테리 도일 교수는 “주의를 집중한다는 것은 매우 감정적인 행위이다. 학습에는 주의를 집중하고 거기에 감정을 싣는 것까지를 포함하는 행위”라며 뇌가 감정과 연관관계가 있음을 설명했다.

인간의 두뇌는 기억을 저장하기 위해 계속 우선 순위를 정하는 버릇이 있다. 뇌는 끊임없이 ‘선택과 집중’을 한다. 우리의 뇌가 집중을 할 때는 세가지 이유에서 비롯된다. ‘나와 연관성이 있는지’, ‘중요한 일인지’, ‘내가 관심 있는 일’ 인 경우이다.

여기에 해당하지 않으면 두뇌는 집중과 기억이라는 힘든 작업을 하지 않는다. 우리의 뇌를 학습능력과 연결시키기 위해서는 ‘감정’을 잘 조율하는 것이 필요하다는 뜻이다.

뇌에 미치는 감정을 조절하기 위해서는 우리가 흔히 알고 있는 방식이 주요하다. 수분을 충분히 섭취할 것, 적당히 유산소 운동을 할 것, 글루코스(glucose)와 같은 당류(포도당)를 아침에 섭취할 것, 잠은 최소한 7시간 이상 잘 것 등이다.

테리 도일 교수는 만약 학습하기 전 단 한가지만을 해야 한다면 당연히 ‘운동’을 꼽겠다고 덧붙였다.

뇌는 감정과 긴밀하게 연결, 감정을 조절하는 요건이 학습능력과 연관

뇌과학을 기반으로 한 학습에서 가장 중요한 것은 뇌의 신경가소성(Neuroplasticity)이다. 신경가소성이란, 지식이나 경험이 쌓이면 새로운 신경이 성장하고 새로운 신경 연결망이 추가되면서 뇌가 변화하고 발전하는 능력을 뜻한다.

이때 뇌가 수동적으로 있으면 뇌에 아무런 자극이 주어지지 않는다. 걷고 움직일 때 인간의 뇌는 자극을 받고 학습능력을 증진시킨다. 특히 유산소 운동을 해야 두뇌에 화학적 반응을 일으켜 학습을 돕는다.

이 날 ' ‘MK-KRIVET 스마트테크 컨퍼런스'에는 4차산업혁명 시대 혁신을 만드는 기업과 직업능력개발을 주제로 펼쳐졌다.

이 날 ‘ ‘MK-KRIVET 스마트테크 컨퍼런스’는 4차산업혁명 시대 혁신을 만드는 기업과 직업능력개발을 주제로 펼쳐졌다. ⓒ 김은영/ ScienceTimes

테리 도일 교수는 “세포측면에서 살펴보면 운동을 하게 되면 전두엽이 자극을 받게 된다. 전두엽은 기억력, 사고력 등의 고등행동을 관장하는데 운동을 하게 되면 자극을 받아 학습에 도움이 된다”고 덧붙였다.

학습은 집중력과 기억력의 싸움이다. 공부를 잘 하고 싶다면 우리 몸에 ‘노르아드레날린’, ‘도파민’, ‘세라토린’이 잘 나오도록 해야 한다. 이 세가지 신경화학물질은 우리의 뇌가 집중하고 지속적인 배움을 가질 수 있게 해준다.

테리 도일 교수는 특히 ‘도파민’의 중요성을 강조했다. 그는 “도파민은 주의 집중을 유지하는데 중요하다. 집중을 못하는 사람은 도파민이 나오지 않기 때문”이라며 “스트레스를 받거나 가족, 친구 등과 내적 갈등을 겪게 되면 우울해지고 우울증이 있는 사람은 학습을 잘 할 수 없다”고 설명했다. 그는 “우리의 두뇌는 화학반응을 일으키는데 감정과 연결되어 있기 때문”이라고 밝혔다.

잠을 적게 자도 마찬가지이다. 잠을 적게 자면 집중력과 기억력의 감퇴가 일어난다. 작은 자극에도 예민하게 반응이 되고 우울해지며 면역체계가 파괴된다. ‘잠의 파워’다.

뇌가 좋아하는 4가지 학습방법

잘 기억하고 잘 집중하기 위해서 어떤 학습 방법을 쓰면 좋을까.

첫째, 오감이 동원될 때 학습능력이 증진된다. 테리 도일 교수는 감각대사경로가 우리에게는 있으며 감각은 두뇌 안에 기억의 경로를 구축한다고 설명했다.

청각, 시각, 후각, 촉각 다 필요하지만 인간이 진화를 통해 가장 강화된 능력은 바로 청각이었다. 테리 도일 교수는 청각 학습의 중요성을 강조했다.

둘째, 뇌는 패턴화를 좋아한다. 뇌는 패턴을 찾지 못하면 갈팡질팡 하며 불안해한다. 처음 가보는 해외 여행길에서 길을 잃어버린 상황과 같다. 기억을 잘 저장하기 위해서는 학습을 패턴화 시킨다. 테리 도일 교수는 “‘덩어리’ 짓기”의 중요성을 강조했다.

한 덩어리, 그룹으로 정해 범주화해서 카테고리를 만들어 정리하면 쉽고 기억하기도 쉽다. 그는 “배운 내용은 자신만의 표현법으로 다시 말하기를 시도해보라”고 조언했다.

셋째, 어떤 것을 공부할 때 시간을 두고 본다. 테리 도일 교수는 ‘스페이스 러닝법’이라고 소개했다. 우리의 뇌는 매일 밤 잠들기 전 버릴 기억이 무엇인지 결정한다.

우리의 뇌는 배운 내용을 글로 써보고 말하고 가르치며 인터렉티브하게 배운 내용만을 저장한다. 한 번도 사용 안한 기억은 필요 없다고 판단하고 가차 없이 버린다.

마지막으로 가장 중요한 것은 학습자 자신이 고정된 사고방식을 가지지 않아야 한다는 점이었다. 테리 도일 교수는 ‘고정된 마인드셋(Fixed Mindset)’을 가진 학생은 “난 멍청이야, 난 잘 할 수 없어”라는 선입관을 가지고 있어 능력이 형성이 안된다고 지적했다.

고정된 사고방식은 뇌에 나쁜 암시를 준다. 지능은 지속적으로 성장한다. 학습자의 고정된 마인드셋에 걸리면 성장할 수 없다. 테리 도일 박사는 “실패를 해도 자신을 믿고 다음에는 잘 할 수 있다고 스스로를 믿으라”고 조언했다.

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