[와우! 과학] 우리 뇌는 얼마나 많이 기억할 수 있나?
‘기억력이 더 좋았으면…’이라고 생각하는 이들이 있는데 이 세상에는 상식적으로 생각할 수 없을 정도로 높은 기억력을 가진 사람들이 있다. 왜 그들은 매우 높은 기억력을 가지게 됐는지, 또 그렇지 않은 사람들도 마찬가지로 높은 기억력을 갖출 수 있는지, 영국 BBC가 그 현상을 전하고 있다.
디지털카메라는 메모리 카드 용량이 꽉 차면 그 이상은 아무것도 기록할 수 없지만, 인간의 두뇌는 그 모습이 조금 다른 듯하다.
바로 인간의 뇌는 훈련을 통해 기억력을 높이는 것이 가능하다는 것. 지난 2005년, 당시 24세였던 중국의 대학원생의 루 차오는 6만 7980자리에 달하는 원주율 숫자를 모두 암기하고 24시간에 걸쳐 처음부터 암송하고 세계 기록을 세우는 데 성공했다.
이처럼 상상할 수 없을 정도로 놀라운 기억력을 가진 사람들이 있는데 이들 중에는 서번트 증후군을 지니고 있는 사람들이 있다고 한다.
서번트 증후군은 지적 장애가 아니라 발달 장애가 인정되는 사람 중 극히 특정 분야에서만 탁월한 능력을 발휘하는 사람들에게 주로 나타나는 증상으로, 이름과 날짜부터 복잡한 장면의 세부 사항까지 기억하고 한 번 본 풍경을 나중에 매우 정확하게 그리는 등 초인적인 능력을 보이는 사람들이 존재하고 있다.
이에 관련된 메커니즘은 아직 풀리지 않은 부분이 많이 남아 있으며, 대부분은 선천적인 원인으로 나타나지만, 드물게는 평범했던 사람이 어떤 일을 계기로 서번트 증후군의 증상을 보이는 경우가 있다.
올랜도 세릴은 10살 때 왼쪽 머리에 야구공을 맞은 것을 계기로 서번트 증후군 증상을 보이기 시작했다. 방대한 양의 자동차 번호판을 기억하거나 달력의 수십 년 전 날짜까지 복잡한 계산을 할 수 있다.
인간의 뇌는 1000억 개의 신경세포(뉴런)로 구성돼 있는데, 그중 장기 기억에 관련한 뉴런 ‘피라미드 세포’는 10억 개 정도밖에 안 되는 것으로 간주한다.
미국 노스웨스턴대 폴 레버 교수에 따르면, 만일 이 피라미드 세포가 개당 하나의 정보밖에 기억할 수 없다면 우리의 뇌는 그 즉시 용량이 꽉 차서 결국 신경은 고갈 상황에 빠지게 될 것이다.
현재 뇌 과학에서는 뉴런에서 돌기라는 나뭇가지 같은 돌출부가 성장하고 있어 뉴런끼리 이 돌기를 통해 다른 뉴런과 정보를 전달하고 있으며, 이런 뉴런끼리 결합한 위치에 기억 정보가 보관돼 있다고 여겨지고 있다. 각각의 뉴런은 여러 뉴런과 연결되는데 약 1000개의 뉴런이 하나의 뉴런 네트워크를 형성한다. 마치 거미줄과 같은 구조를 가진 이 신경 네트워크 메커니즘은 인간의 뇌가 대량의 정보를 기억할 수 있도록 하는 것이다.
로버 교수는 그런 저장 능력에 대해 “합리적인 계산 방법에 근거하면 데이터 용량은 페타바이트(PB)에 달하는 것”이라고 말했다. 1페타바이트는 약 100만 기가바이트(GB)로 MP3 음악을 2000년간 계속 재생할 수 있을 만큼 충분한 공간이지만, 실제로는 인간의 두뇌와 컴퓨터의 메모리칩을 같은 수준으로 비교하기에는 다소 어려움이 있다고 할 수 있다.
레버 교수도 그 점은 물론 이해하고 있으며, 게다가 인간의 뇌에는 “엄청나게 넓은 기억의 공간이 있다”고 말한다.
그럼 남다른 기억력을 가진 사람들은 특별한 뇌를 가지고 있는 것일까? 대답은 ‘아니오’다. 약 7만 자리에 달하는 파이의 세계 기록을 가진 루차오를 비롯한 기억의 달인들은 많은 정보를 기억하고 기억을 훈련 계속해서 높은 능력을 익힌 일반 사람들이다.
미국 기억력대회(USA Memory Championship)에서 두 차례 우승을 차지한 넬슨 델러스는 기억력 선수가 되기 전 기억력은 매우 나빴지만, 연습이 모든 것을 바꿔놨다고 말한다. 그는 “일반적으로 보통 사람들은 이것이 불가능할 것이라고 생각하지만, 만일 당신이 훈련을 시작한다면 적어도 아마 몇 주 안에 할 수 있을 것”이라며 “우리 모두는 그런 능력을 가지고 있다”고 말하고 있다.
넬슨 델러스는 수 년전 처음 두뇌 훈련을 시작했을 무렵 카드 한 벌을 외우는데 20분 걸렸지만, 지금은 30 초 이내에 52장 모두 기억할 수 있다고 한다.
다른 기억력 챔피언과 마찬가지로 델러스가 사용하는 기억 방법은 긴 세월에 걸쳐 그 효과가 입증돼 왔다는 기억술 ‘기억의 궁전’(Memory Palace)이다. 이는 자신이 잘 알고 있는 가정을 이미지해 그 공간 속에 기억하려고 하는 것을 배치함으로써 기억을 정착시키는 방법이다.
파이 챔피언 루차오도 비슷한 기억술을 사용하는 것으로, 단순한 숫자의 나열을 의미 있는 이야기로 변환하고 있다. 의지력만 있으면 누구나 기억력을 향상시킬 수 있다.
그럼 반대로 그만큼 엄격한 훈련을 하지 않고 초인적인 능력을 발휘하는 것은 가능한 것일까.
호주 시드니대 앨런 스나이더 교수는 우리 모두가 적절한 기술로 이용할 수 있는 ‘내면의 서번트’(inner savant)를 지니고 있음을 시사하고 있다.
스나이더 교수에 따르면 일반적으로 인간의 지능은 낮은 수준의 무수히 많은 ‘기억 자체’에 관한 것보다 높은 수준의 ‘개념적 사고’를 할 수 있게 돼 있다.
이는 예를 들어 초원에서 사자를 목격했을 때 얼굴 생김새라든지 세세한 부분을 신경 쓰는 것이 아니라 전체적으로 사자인 것을 인식함으로써 위험을 회피하는 능력이라고 할 수 있다.
반면 서번트 증후군인 사람들은 세부적인 정보에 ‘접근 권한’(privileged access)을 가지고 있어, 핸들이나 와이퍼, 헤드라이트 등의 단어에서 ‘자동차’라는 개념을 잡을 수 없다고 한다.
왼쪽 머리에 야구공을 맞아 서번트 증후군이 됐다는 올랜드 세릴의 사례를 바탕으로, 스나이더 교수는 실험을 하고 있다.
이 실험은 자폐증과 서번트 증후군에 의한 장애를 가진 사람들이 참여하고 자기장을 생성하는 ‘생각하는 모자’(thinking cap)를 붙여 왼쪽 전두엽의 신경 활동을 억제했다. 그 결과, 그림을 그리는 능력이나 카드의 매수를 세는 능력 등이 향상하는 것으로 나타났다. 하지만 이 기억 검증 테스트는 비교적 간단한 것이어서 앞으로 개선이 더 필요하다고 한다.
과학자 중에는 스나이더 교수의 실험결과에 회의적인 입장을 보이는 이들도 있는 것이 사실이지만, 앞으로 뇌 구조를 해명하는 데는 스나이더 교수의 기초 연구가 필수적일 것이다.
지금까지 알려진 것으로는 인간 기억에 관해 분명한 것은 본질적인 한계가 있다는 것이다. 뇌에는 일종의 병목 현상이 있어, 정보의 흐름을 규제하는 기능이 있다는 것이다.
이에 대해 스나이더 교수는 “아직 알 수 없지만 정보 처리의 저장과 상관관계가 있는 것으로 보인다”고 말했다.
또 로버 교수는 인생에서 기억의 한계는 하드 디스크와 같은 ‘저장 공간’이 아니라 ‘다운로드 속도’에 있다고 말한다.
로버 교수는 “이는 뇌가 기억으로 가득 차는 상태가 되는 것이 아니라 우리가 경험하는 정보의 속도가 뇌에서 읽는 속도를 넘는 것”이라고 말했다.
사진=ⓒ포토리아
윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
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