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KAIST부설 한국과학영재학교 온라인 과학매거진 코스모스

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기억력을 잃게 되는 것, 꼭 필요하다고!

여러분은 오늘 아침으로 무엇을 먹었는지 기억하시나요? 아마 대부분의 사람들이 ‘그렇다’ 라고 대답할 것 같습니다. 그렇다면 이 기사를 읽고 있는 시점으로부터 한달 전에 아침으로 무엇을 먹었는지 기억하시나요? 매일 아침에 같은 식사를 하거나 한 달 전에 평소와는 다른 특별한 약속이 있었던 하루가 아니라면 대부분의 사람들은 기억하지 못할 것이라고 생각합니다. 이처럼 저희가 살아가면서 사소한 많은 것들을 까먹고는 합니다. 특히 암기 시험을 봐야할 때 ‘까먹지 않는 능력이 있다면 얼마나 좋을까’ 하고 한번씩은 생각해봤을 것 같습니다. 그렇다면 인간은 어떻게 크고 작은 일들을 까먹게 되는 것일까요? 그리고 진짜 아무것도 까먹지 않을 수 있다면 과연 좋은 것일까요?



기억이 생성되고 까먹게 되기까지

기억은 어떻게 생성될까요? 저희가 어떤 경험을 했을 때, 그 경험은 전기 에너지로 바뀌게 되고, 이는 뉴런을 따라 이동합니다. 처음에는 그 정보는 단기 기억으로 저장이 되어 몇 초에서 몇 분까지 어느 곳에서나 이용할 수 있습니다. 그 후 해마를 통해 장기기억으로 변하고 이 기억들은 뇌 여러 곳에 있는 저장소로 옮겨집니다. 뉴런들은 뇌 전체에 퍼져 있는데, 이들은 특별한 신경전달물질을 사용해 시냅스를 통해 정보를 전달합니다. 이 때 두 개의 뉴런이 반복해서 통신을 하면 둘 사이의 통신 효율이 올라가게 됩니다. 이를 “장기강화작용”이라고 부릅니다.


그렇다면 기억은 어떻게 사라지게 되는 것일까요? 첫번째 요인은 ‘나이’입니다. 나이가 듦에 따라 시냅스들은 불안정해지고 약해져서 기억을 되살려 내기 어려워집니다. 과학자들은 퇴화에 대해 몇 가지 학설을 갖고 있는데, 뇌가 수축하는데 이때, 10년마다 해마의 뉴런 5%가 줄어들어 대략 80세에는 전체 뉴런의 20%를 잃게 됩니다. 또는 아세티콜린과 같은 기억을 하고 학습을 하는데 꼭 필요한 신경전달 물질의 생산량이 줄어든다는 것입니다. 이처럼 나이가 들면서 일어나는 변화들은 저장된 정보를 기억하는데 어려움을 준다고 합니다. 또한 나이는 기억을 만들어내는 것에도 영향을 줍니다. 기억이 잘 생성되는 조건에는 그 사람의 관심 분야, 밀접하게 연관되어 있는 분야, 그리고 그 사람에게 의미 있는 분야일 때로 알려져 있습니다. 나이가 들면서 정신적, 신체적 건강상의 문제들은 주의를 기울이는 능력을 방해하게 되고 기억을 까먹게 됩니다.


해마(hippocampus)

기억력에 문제가 생기는 다른 요인으로는 만성적 스트레스입니다. 여러 이유들로 끊임없이 스트레스에 시달리게 될 때 우리 신체는 긴장을 하게 됩니다. 긴장상태에서는 화학 물질이 나오는데 이는 원래 힘을 내게 하고 정신을 제대로 차리게 도움을 줍니다. 그러나 만성적 스트레스가 있는 사람의 몸에는 이 화학물질이 넘쳐나게 됩니다. 이로 인해 뇌세포를 잃을 수 있고, 새로운 세포를 만드는 것도 어려워져 새로운 정보를 보존하는 능력에 악영향을 주어 기억력에 문제가 생길 수 있습니다.


또 다른 원인으로는 우울증이 있습니다. 연구 결과에 따르면 우울증을 앓고 있는 사람은 일반적인 사람보다 기억력에 문제를 겪게 될 확률이 40%나 높다고 합니다. 각성상태와 연관이 있는 신경전달 물질인 세로토닌의 감소는 새로운 정보에 집중하게 어렵게 합니다. 과거의 슬픈 사건에 의해 빠져나오지 못하는 것은 우울증의 한 증상인데, 이는 현재 삶에 충실하게 임하는 것을 방해하여 단기 기억을 저장하기 어렵게 한다고 합니다. 우울증과 관련된 ‘고독함’도 기억을 잃게 하는 요소 중 하나입니다. 하버드 공중 보건 대학의 연구에 따르면 사회활동에 적극적인 노인들은 그렇지 않은 노인들보다 무려 6년의 기간동안 기억력의 감퇴가 더 느리게 진행되었다고 합니다. 정확한 이유는 아직 확실하게 밝혀지지 않았지만 전문가들은 사회적인 관계망의 형성이 뇌가 운동을 하게 하여 기억력을 더 오래 지속할 수 있게 하는 것으로 보입니다. 따라서 우리는 뇌를 사용해야만 합니다.

도파민과 기억력

2012년, ‘Scripps Research Department of Neuroscience’ 라는 연구팀이 능동적 망각의 분자생물학을 이해하려고 시도했다. 그들은 과일파리를 이용해 실험을 진행했는데, 이는 과일파리가 기억력을 연구하는데 자주 사용되기 때문입니다. (파리는 실험실에서 그들의 행동을 조작할 수 있고, 실험실에서 매우 간단한 작업을 배우고 기억할 수 있다는 것을 아주 쉽게 보여줄 수 있습니다. 또한 파리는 기억을 형성하지 못하는 돌연변이 또는 기억을 표현하지 못하는 돌연변이를 식별하는 면에서 탁월합니다. 그리고 이 돌연변이들을 통해 우리는 유전자, 즉 기억이 어떻게 형성되고 표현되는지, 그리고 궁극적인 목표들 중 하나를 정의할 수 있습니다.) 이 연구를 통해 그들은 도파민 뉴런의 작은 부분이 기억의 잊는 것뿐만 아니라 기억을 얻는 것을 조절한다는 것을 발견했습니다. 다른 말로 하면, 그들은 한 손으로는 기억을 얻은 뉴런들이 다른 한 손으로는 기억을 없앤다는 것을 보였다는 것입니다. 특히, 그들은 관련된 두 개의 도파민 수용체인 dDA1과 DAMB를 확인했다고 합니다. 이를 봤을 때 신경전달물질인 도파민은 겉보기에는 이중적이면서도 반대되는 역할을 합니다. 처음에 도파민은 뉴런의 dDA1 수용체를 활성화시키고, 사실상, 뉴런은 기억을 형성하기 시작합니다. 그러나 동일한 뉴런이 또 다른 도파민 수용체인 DAMB를 통해 신호를 보내 도파민이 DAMB 수용체에 결합하면서 수용체를 활성화시킵니다. 결과적으로, 최근에 획득한 메모리를 잊어버리는 이벤트를 유발시킵니다(메모리가 아직 통합되지 않은 경우). 통합(consolidation)이라고 하는 과정은 중요한 기억들이 잊히지 않도록 보호합니다. 본질적으로, 기억은 활발하게 형성되지만, 도파민 기반의 망각 메커니즘도 작용된다는 것입니다. 뇌가 기억을 중요하게 여기지 않는 한, 그것은 형성 기억을 지웁니다.

일부러 기억을 잃는다고?

2018년 9월, Ruhr-Universität Bochum과 Gieøen and Marburg 대학 병원의 연구원들은 네덜란드의 Bonn과 영국의 연구원들과 협력했습니다. 이 만남에서 그들은 ‘자발적인’ 망각 과정에 관여하는 뇌의 부분들을 알아내고자 하였습니다. 그 결과, 자발적인 망각과정에 관여하는 뇌 영역에는 기억과 관련된 뇌 영역인 해마와 전두엽 피질이 포함된다고 합니다. 이 최근 연구에서, 연구원들은 전두엽 피질이 해마의 활동을 조절한다는 것을 발견했습니다. 이 팀의 리더 중 한 명인 ‘Carina Ohrn’은 전두엽 피질이 해마 활동을 억제했다고 설명했습니다. 게다가, 그녀는 주파수가 바뀌었다고 언급했습니다. 즉, 주파수의 차이로 인해 현재 처리된 정보가 해독되는 것이 중단되었 다는 것입니다. 그들은 이 주파수를 ‘망각 주파수’ 라고 불렀습니다. "이 데이터는 우리에게 기억의 중요한 영역인 해마의 활동이 전두엽 피질에 의해 조절된다는 것을 보여주었습니다,"라고 Carina Ohrn은 설명합니다. "해마에서의 활동은 단지 억제된 것이 아니라, 현재 처리되고 있는 정보가 더 이상 암호화되지 않는 다른 주파수로 전환됩니다."라고 신경과학자는 말합니다. 연구 팀은 외상 후 스트레스 장애에 대한 잠재적 치료 방법이 제시될 것이라고 기대하기도 합니다. 연구팀은 자발적인 망각에 대한 연구가 외상 후 스트레스 장애의 잠재적인 새로운 치료법의 기초가 될 수 있다고 믿고 있으며, 이로 인해 환자들은 부정적인 기억을 계속해서 덜어낼 수 있게 될 것으로 보입니다. "기억 과정에 능동적인 제어를 행사하는 뇌 영역, 즉 전두엽 피질은 비침습적 자기 또는 전기적 자극을 통해 치료 목적으로 활성화될 수 있습니다. 그래도 이 치료법의 이점은 향후 연구에서 검증되어야 할 것입니다."라고 Ohrn이 초기 아이디어를 개략적으로 설명하고 있습니다.


까먹는 것은 건강을 위해 꼭 필요하다고!!

그렇다면 인간의 기억력이 너무 좋아서 평생 하나도 잊지 않을 수 있다면 좋은 것일까요? 물론 시험을 봐야 하는 상황이나 꼭 까먹으면 안되는 정보 같은 경우에는 절대 잊지 않는 능력이 삶을 훨씬 편하게 하는데 도움이 될 수 있습니다. 그러나, 회상하는 것이 중요한 만큼, 특정한 것들을 잊어버리는 것은 정신적, 정서적 행복의 중추적인 역할을 한다고 합니다. 우리는 본래 고의로 잊어버립니다. 좋은 것과 나쁜 것 모두를 기억한다고 상상해 보세요. 우리는 정보의 과부하를 다루어야 할 뿐만 아니라 그러한 기억과 관련된 감정에 오랫동안 노출되어 있을 것입니다. 정신적 장애로 간주되는 외상 후 스트레스 장애는 사람이 정신적 충격을 받았을 때 발생합니다. 이러한 질환이 있는 사람들은 자살을 할 때 자해 또는 더 나쁜 해를 가할 더 높은 위험에 직면합니다. 자신의 삶의 많은 부분을 생생하고 완벽하게 기억할 수 있는 ‘과잉기억증후군 (Hyperthymesia)’을 앓고 있는 환자들에게는 잊지 않는 것이 불쾌하고 괴로운 일이라고 합니다. ‘과잉기억증후군’을 겪고 있는 환자 한 분은 지속적이고 통제할 수 없는 기억의 사슬을 기억하는 능력이 어떻게 지치고 짐이 될 수 있는지를 강조하며 잊을 수 있는 능력이 있음에 감사해야 한다고 했습니다.


또한 잊을 수 없게 된다면, 그 사람은 자신의 일에 계속 집중하고 하기가 어려워집니다. 정신적 충격(트라우마)는 마음과 영혼에 깊이 뿌리박고 있는 것으로 보입니다. 예를 들어, 사랑하는 사람을 잃거나, 전쟁, 그리고 성폭행은 잊기 힘든 것으로 밝혀졌습니다. 따라서, 우리는 ‘망각의 신경-분자 생물학’에 대한 더 많은 통찰력과 연구가 필요합니다. 더 많은 연구는 외상 후 스트레스의 치료 방법을 찾아내는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 연구가 발전함으로써 환자가 힘들어하는 기억들을 없애는데 도움이 될 수 있을 것으로 보입니다. 그래서 아픈 기억들로 삶에 큰 영향을 받은 사람들은 과거의 덫에서 해방될 수 있고, 그들이 미래에 대한 희망적인 희망을 가지고 살 수 있도록 도울 수 있을 것입니다.




조민지 학생기자│Biology│지식더하기


참고자료

[1] https://www.biologyonline.com/articles/the-biology-of-how-the-brain-forgets

[2] https://dnalc.cshl.edu/view/1073-Drosophila-as-a-Memory-Model

[3] https://www.sciencedaily.com/releases/


첨부 이미지 출처

[1] https://www.jenesis.net.au/why-do-we-forget/

[2] https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/memo/brain.html


첨부 동영상 출처

[1] https://www.youtube.com/watch?v=vNyZmSg92HI

[2] https://www.youtube.com/watch?v=yOgAbKJGrTA

[3] https://www.youtube.com/watch?v=PM_T8BqEYd4

[4] https://www.youtube.com/watch?v=H-t4dsBWeMA



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