뇌과학으로본 학습,공부잘하는 조건

 

 

공부 잘하는 뇌의 첫 번째 조건 '체력' 브레인 Vol. 46   뇌교육과 학습 [2편]   뇌와교육 | 브레인 기자 |입력 2014년 06월 03일 (화) 14:45      체력은 국력이듯, 공부에서도 기본이 되는 것은 체력이다. 체험적 교육 방법론이 근간인 뇌교육은 몸에 대한 이해와 활용에서부터 시작한다. 우리의 몸과 뇌는 상호 소통한다. 말 그대로 '건강한 육체에 건강한 정신'이 깃드는 관계다. 체력을 단단히 키워주는 운동, 수면 그리고 음식으로 공부 잘하는 S라인 뇌를 만들어보자.         공부는 몸이 한다고?                                       운동은 체력뿐만 아니라 두뇌의 모든 주요 부위를 강하게 하며 두뇌에 산소를 공급해준다. 더욱이 몸의 직접적인 체험을 통해 두뇌가 상황에 빨리 반응하게 하는 운동은 지적 향상을 가져와 학습 능력에까지 영향을 미친다. 한편 운동이 결핍되면 쾌락 중추와 소뇌의 연결이 제대로 이뤄지지 못해, 운동을 통해 얻지 못한 욕구를 폭력으로 나타낼 수도 있다고 한다. 두뇌의 많은 부위가 복잡한 동작과 운동에 관련돼 있지만 특히 손과 발은 뇌와 많은 연관이 있다. ‘밖으로 나온 뇌’라고도 불리는 손을 활용한 운동은 대뇌의 기능을 활성화시킨다. 또한 발을 자극하면 뇌의 혈류량이 증가하면서 뇌에 산소 공급이 활발해져 학습 집중력이 향상된다. 한편 스트레스에 제일 먼저 긴장하는 곳이 바로 목과 어깨로, 공부하는 틈틈이 목과 어깨를 풀어주는 것도 학습에 효과적이다.   내가 먹는 건 뇌가 먹는 것                                                           뇌는 우리가 섭취하는 음식을 통해 만들어지는 포도당에서 에너지를 얻는데, 공부를 하는 동안에는 집중할 수 있도록 혈당치를 유지시켜주는 것이 무엇보다 중요하다. 또한 아침 식사는 밤새 굶주린 뇌에 포도당을 공급해 뇌에 시동을 거는 역할을 하므로 포도당이 많이 함유된 과일과 채소로 간단하게라도 아침 식사를 하는 것이 좋다. 음식을 씹는 동안 턱과 이의 운동은 대뇌 피질을 자극해주는데, 이로 인해 음식물을 오래 씹거나 껌을 자주 씹는 사람은 치매 발병률이 낮다고 한다. 패스트푸드는 포화지방을 많이 함유하고 있어 뇌세포의 성장과 기능을 방해하며, 기억력과 학습 능력을 저하시키는 대표적 식품이다. 반대로 해산물이나 견과류, 푸른 잎채소에 많은 오메가-3 유형은 뇌에 좋은 지방을 다량 함유하고 있다. 그리고 요구르트나 우유와 같은 유제품과 시금치나 케일 같은 잎사귀 채소에 많이 함유된 칼페인calpain은 시냅스의 단백질을 청소해 시냅스의 신경 전달을 효율적으로 만들어 두뇌 회전을 활발하게 해준다.   휴식을 취할 뿐 잠들지 않는 뇌                        우리가 일을 한 후에 휴식이 필요하듯 뇌신경세포도 수면을 통해 휴식을 취한다. 잠을 못 자면 체력이 소모되어 신경이 약해지고 포도당 대사의 효율이 떨어져 뇌 기능이 감소하는데, 이때 사고력은 물론 기억력, 분석력 등까지 현저히 낮아진다. 게다가 자는 중에 발생하는 논렘수면(NREM; Non Rapid Eye Movement Sleep)과 교대로 반복되는 렘수면(REM; Rapid Eye Movement Sleep)은 단기 기억을 장기 보관 저장고에 저장하는 역할을 하기 때문에 잠이 부족하면 암기한 것을 쉽게 잊어버리게 된다. 일반적으로 6시간 이상의 수면이 필요하지만 오히려 과다한 잠은 대뇌피질의 흥분 기능을 저하시켜 사고력과 기억력을 둔화시킨다. 신체 회복력이 가장 높은 자정 이전에 잠자리에 들고, 일어나는 시간을 일정하게 하는 것이 생활 리듬에 좋다. 규칙적인 운동이 숙면을 돕지만 잠들기 직전의 운동은 숙면을 방해하기도 한다. 글. 박영선 pysun@brainmedia.co.kr

 

 

공부 잘하는 뇌의 두 번째 조건, 심력 브레인 Vol. 46     뇌교육과 학습 [4편]   뇌와교육 | 브레인 기자 |입력 2014년 06월 05일 (목) 09:42        정서를 표현하는 회로는 우리 두뇌에 광범위하게 분포되어 있다. 그중 가장 많이 관련되어 있는 편도는 피질로부터 영향을 받지만 피질에 더 많은 영향력을 발휘한다. 전두엽은 우리의 목표와 계획에 대한 세부 사항을 정교하게 하지만 그것을 실천하게 하는 것은 정서다. 다양한 정서 중에서 우리가 세운 학습의 목표를 지지하는 '오른팔', 그 목표를 도달하게 하는 '왼팔'로서의 역할을 하는 정서는 어떤 것일까? 이러한 정서를 알아보고 학습하여 습관화함으로써 목표에 다다를 에너지원이 되는 정서를 만들어보자.         뇌를 매료시키는 자신감이 공부의 시작                                                                 기계적으로 공부하는 것은 그저 ‘열심히 하는 것’이지만 그것에 자신감이 더해지면 ‘잘하는 것’이 된다. 일반적으로 과거의 실패 경험으로 인해 자신을 의심하거나 자신을 닦달하는 경우가 많다. 하지만 이러한 걱정과 조급한 마음은 스트레스를 가져와 뇌파를 베타파로 바꾸는데, 이때 노르아드레날린이 분비되고 베타엔도르핀이 감소해 공부의 효율이 떨어지고 기억력도 감퇴한다. 슬럼프에 빠졌을 때 성적이 떨어지는 것 또한 자신감 때문이다. 슬럼프에 빠졌다는 심리적인 압박이 자신감을 결여시키면서 점점 더 능력을 떨어뜨리는 것이다. 이것은 열등감에 사로잡힐 경우 기억력이 현저히 떨어지며 우울증이 있는 사람은 단기적인 기억력이 떨어진다는 임상 보고로도 알 수 있다. 자신감은 그냥 만들어지지 않는다. 자신감을 부르는 구호를 의식적으로 자신에게 말해줌으로써 자신의 뇌에 확신과 신념을 심어줄 때 만들어진다. 또한 자신의 뇌가 가진 무한한 가능성을 조금도 의심 없이 믿으면, 기대하는 학습 목표에 더욱 가까워질 것이다.   긍정하라! 그러면 공부가 즐거워질 것이다                                                         무수한 정보를 모두 저장할 수 없는 뇌는 정보를 취사선택하여 기억한다. 기억의 중추인 해마가 정보를 선택하는 원칙 중 하나가 바로 ‘좋아하는 것을 우선 저장한다’는 것이다. 긍정의 마음을 가질 때 뇌파는 알파파가 되어 베타엔도르핀을 분비시키는데, 알파파 상태는 공부에 대한 집중력과 기억력을 높여주며 베타엔도르핀은 공부에 쾌감을 느끼게 해 해마의 기억력을 높여준다. 이렇게 무한한 긍정의 힘으로 ‘안 되는 요소’가 아닌 ‘되는 요소’를 일상에서 먼저 찾는 것으로 키워보자. 항상 공부가 즐거울 수만은 없지만 이왕 해야 하는 공부라면 즐겁게 긍정적으로 하자. 그리고 시험에 붙은 자신의 모습을 매일 잠들기 전에 상상해보자. ‘상상만 하면 이루어진다’라는 것이 바로 뇌의 법칙이므로.   긍정의 습관이 공부 습관을 변화시킨다                                                         자신감과 긍정으로 정서를 조절하고 정보를 다스리는 것은 시간 관리에 고스란히 반영된다. 시시각각 변하는 상황에서 긍정의 정서를 지속한다는 것은 결코 쉽지 않은 일이다. 순간 불타오르는 학구열이 아닌 온기가 계속 유지되는 구들장이 되고, 거부감 없는 공부 습관이 되게 하려면 시간 관리가 이뤄져야 한다. 막연히 ‘열심히 공부하면 되겠지’라는 생각은 긍정에서 나오는 것이 아니다. 구체적인 학습 목표와 계획을 세우고 매 순간 이를 실천해나가는 것이 자신에 대한 의심 없는 믿음과 긍정의 표현이다. 구체적으로 연간, 월간, 주간, 시간 단위까지 학습 목표와 계획을 세워보자. 처음부터 미루고 다음에 실천하려고 하면 할수록 힘들어지므로 한번 세운 계획은 적극적으로 실천한다. 불편한 학습 목표와 계획은 효율이 떨어지므로 긍정적인 마음으로 실천해 습관을 들인다. 계획대로 실천하지 않았다고 해서 실패로 남기지 않으며, 남은 1%에서 자신감을 찾고 다음 실천에 반영해나가도록 한다.   글. 박영선 pysun@brainmedia.co.kr

 

 

운동을 하는 것은 뇌를 쓰는 것브레인 Vol. 46   뇌교육과 학습 [3편]   뇌과학 | 브레인 기자 |입력 2014년 06월 03일 (화) 14:55      ‘뇌는 곧 몸이다’라는 말이 있듯이, 일반인들이 뇌에 대해 가장 크게 오해하는 것이 첫째 뇌를 쭈글쭈글한 두개골로만 인식하는 것, 둘째 무의식적으로 뇌를 하나의 신체기관으로 여긴다는 점이다. 먼저 신경과학에서 바라보는 뇌는 생물학적으로 독립된 기관이 아니라 ‘신경계’라는 표현이 더 적합하다. 신체 곳곳에는 수없이 많은 신경계가 그물처럼 뻗어 있으며, 이들로부터 인체의 모든 감각 신호가 척수(척추뼈 안에 있는 신경섬유다발)를 통해 뇌와 연결되고, 뇌의 운동 출력은 다시 몸 전체로 전달된다. 손을 뻗고, 걸음을 걷는 단순한 것부터 근육의 수축과 이완이 일어나는 동작마다 발생하는 모든 감각 신호가 뇌로 전달되어 ‘느낌(지각)’이 일어난다. 즉, 운동을 하는 것은 몸을 쓰는 것이 아니라 뇌를 움직이게 한다는 표현이 정확하다. 그렇다면 운동을 할 때 직접적으로 뇌에 어떤 변화가 일어날까? 유산소운동을 하면 심장이 신체 다른 부위뿐만 아니라 뇌에도 많은 혈액을 공급한다. 혈액량이 많아지면 산소량도 많아져서 뇌세포에 영양 공급이 잘된다. 따라서 규칙적으로 운동을 하면 뇌에서 생기는 신경성장 유발물질(BDNF; Brain-Derived Neurotrophic Factor)의 수치가 높아진다. 캘리포니아 대학 신경과학자 페르난도 고메즈 피니야는 “BDNF가 많은 뇌일수록 더 많은 지식을 수용할 능력이 있는 반면 BDNF가 낮은 뇌는 새로운 정보가 들어와도 스스로 차단한다”라고 말했다. 이런 이유로 BDNF를 만드는 유전자에 결함이 있는 사람은 뇌가 새로운 사실을 저장하고 그 기억을 되살리는 데 어려움을 겪는다. 도파민, 세로토닌 같은 신경 전달 물질의 증가도 운동의 효과 중 하나다. 이런 물질들이 증가하면 기분이 좋아지고 침착해져 자연스럽게 우울증이 예방 또는 치료된다. 스트레스도 낮아져서 스트레스가 유발하는 각종 질병도 저절로 피할 수 있다. 무엇보다 운동이 다른 두뇌 훈련이나 약물에 비해 좋은 것은 뇌 전체에 긍정적인 영향을 미치는 것이다. 일반적인 두뇌 훈련은 주로 한두 가지 능력에만 영향을 미치지만 운동은 여러 부위를 동시에 좋아지게 한다. 글. 브레인 편집부

 

 

뇌과학으로 본 학습 브레인 Vol. 46   뇌교육과 학습 [1편]   뇌와교육 | 브레인 기자 |입력 2014년 06월 02일 (월) 10:29        인간은 본능적인 부분을 제외하면 거의 모든 기능을 학습을 통해 습득한다. 태어나서 부모의 얼굴을 알아보고 말을 배우는 것부터 일생 동안 끊임없이, 의도하지 않아도 수많은 것을 익히고 자신의 것으로 만든다. 수학이나 물리와 같은 지식 습득뿐만 아니라 새로 산 전자제품의 버튼을 누르는 것부터 친구를 사귀고 인간관계를 맺는 것에 이르기까지 모든 것이 학습으로 이뤄진다. 넓게 보면 인간이 살아가는 것 자체가 곧 학습의 과정이다. 뇌과학에서는 신경세포인 뉴런들의 상호 관계가 바뀌어 정보와 사고, 행동의 변화가 일어나는 것을 ‘학습’이라고 정의한다.         내 것이 되는 정보 vs. 버려지는 정보    그렇다면 수많은 정보들 중 왜 어떤 것은 학습을 통해 오래 기억이 되고 또 어떤 것은 버려지는 걸까? 기억을 연구하는 학자들에 따르면 기억할 것과 기억하지 않을 것에 대한 구분이 감정에 의해 이뤄지기 때문이라고 한다. 뇌는 쉴 때도 전체 산소의 20%를 쓸 만큼 에너지를 많이 소비하는, 유지비가 많이 드는 기관이라고 할 수 있다. 따라서 필요 없는 정보를 미리 걸러내는 기능 또한 뇌의 중요한 일이다. 감정은 중요하지 않은 정보를 걸러낼 뿐만 아니라 감각도 지배한다. 기분이 나쁠 때는 아무것도 눈에 들어오지 않고, 들어도 들리지 않는다. 텔레비전의 퀴즈 프로그램 출연자 인터뷰를 듣다 보면 ‘평소에 아는 것도 제대로 생각나지 않는다’라고 말하는 사람이 많은데 감정은 학습의 결과로 얻어진 정보의 수행 능력에도 영향을 미친다. 최근 펜실베이니아 대학의 연구에 따르면 주의를 집중하고 충동적인 행동을 억제하는 자기 절제 능력이 학습에 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 지능이 성적을 좌우하는 것이 아니라 자기 절제 능력이 성적을 예측하는 가장 확실한 지표가 된다는 것이다. 이 연구를 주도한 클랜시 블레어 박사는 “학습 능력을 키우려면 충동과 즉각적인 만족을 억제하는 능력, 한 가지 일에 집중하는 능력, 자신과 타인의 생각과 감정을 이해하는 능력을 키우는 것도 교과 과정에 포함시켜야 한다”라고 말했다.       이처럼 감정은 학습의 모든 형태에 걸쳐 시작 단계부터 실행 결과까지 영향을 미치고 또한 공부를 지속하는 데 있어서도 중요하다. 당장의 만족보다는 장기적인 목표를 위해 열심히 공부하게 하는 것은 성취의 기쁨이라는 감정 회로를 형성하게 하기 위해서다. 5분 만 앉아 있어도 좀이 쑤셔 공부를 포기하는 것은 학습을 통해 성취하는 기쁨을 느끼는 감정 회로가 제대로 형성되지 않고 학습에 부정적인 감정을 가지고 있기 때문이다. 감정은 뇌가 의식보다 더 빠르게 외부 환경에 대처하기 위해 발전시킨 계산 방법이다. 따라서 의식적인 결정과 행동에는 반드시 감정이라는 빠른 계산 과정이 끼어들게 마련이다. 결국 적절한 감정의 힘이 학습에 필수적이라고 할 수 있다.     신체 조절력, 학습하는 뇌를 만드는 근간   학습에 중요한 또 하나의 요소는 바로 몸을 통해 뇌로 전달되는 감각이다. 학습의 내용은 자신이 직접 여러 가지 감각을 통해 익힐 때 가장 잘 전달되고 기억된다. 학습 과정 자체가 뇌의 오른쪽 왼쪽, 각 영역에서 다양하게 분산, 처리되고 종합되는 과정이기 때문에 더욱 그러하다. 요즘 들어 많이 도입되고 있는 멀티미디어 학습은 여러 가지 감각 정보가 연결됐을 때 기억이 더욱더 견고해지는 것을 이용한 것이다. 체험 학습은 학습자의 뇌가 자신이 처한 상황과 연결시켜 감각을 받아들일 때 정보가 더 잘 전달되는 원리를 적용한 학습이다. 이처럼 항상 익숙한 것이 아닌 신선한 정보들을 여러 가지 감각을 통해 받아들이고 연결된 정보들로 다시 변화시킬 때 학습한 내용이 생생한 기억으로 남게 된다. 암기해야 할 내용이라도 눈으로 보는 것에서 그치는 것이 아니라 직접 도표나 그림을 그려보고 소리 내어 읽으면 훨씬 오랫동안 기억할 수 있는 것도 이와 같은 이유에서이다. 몸을 쓰는 운동에도 학습이 필수적이다. 최근 많은 매체가 몸을 쓰는 것이 유아부터 노인에 이르기까지 뇌의 건강과 발달, 학습에 중요한 역할을 한다는 이야기를 쏟아내고 있는데, 이는 운동이 새로운 뇌혈관과 세포의 형성을 촉진하기 때문이다. 운동은 사회성과 의지력을 기르는 것과도 직접적으로 관련이 있다. 운동을 하고 몸을 느낌으로써 감정과 사고도 변화하게 된다. 이처럼 열린 감각을 계발하고 운동을 통해 신체를 단련하는 것은 단순히 몸만 좋아지는 것이 아니라 학습 능력을 키우는 기본적인 요소다.       뇌의 주인이 학습도 잘한다 물론 단순히 정서와 운동만으로 학습의 기본이 완성되지는 않는다. 어떻게 공부하고 무엇을 위해 공부하는지에 대한 학습자 스스로의 생각이 없다면 그저 그것일 뿐이다. 소를 물가로 끌고 갈 수는 있지만 물을 먹일 수는 없듯 스스로가 받아들이지 않는 학습은 ‘쇠귀에 경 읽기’에 지나지 않는다. 정보를 판단하고 학습하는 과정은 즉각적인 감정 반응을 이끌어내고 장기 기억으로 저장하는 변연계뿐만 아니라 해석하고 재구성하는 대뇌피질과 가치를 측정하는 전전두엽이 함께 작용해야만 한다. 학습에서 자기 주도성이 중요한 이유는 이러한 가치 판단에 따라 뇌의 기억과 정보 처리 방식이 달라지기 때문이다. 공부의 목적을 이해하고 목표를 세우며 스스로 공부하고 방법을 점검하는 자기 주도적 학습은 앎에 대한 자신의 태도인 상위 인지를 통해 가능하다. 또한 똑같은 시간과 삶을 살더라도 어떤 비전을 가지느냐에 따라 성공과 행복이 달라진다. 비전은 미래에 대한 구상이며 새로운 세상과 미래에 대해 열정을 품고 그 꿈과 목표를 향해 움직이는 엔진이자 나침반이 되기 때문이다. 그러나 모든 자기 계발서들은 당장의 경제적이고 현실적 결과에만 머무는 비전은 끊임없는 성장의 동력이 될 수 없다고 말한다. 삶의 가치에 대한 고민에서 출발해 가슴이 뛰고 진정으로 하고 싶은, 높은 비전일수록 뇌를 더욱더 발전시킬 수 있다는 것이다.   기본이 없으면 학습도 없다 이처럼 정서의 힘, 신체의 힘, 정신의 힘이 제대로 서야만 제대로 된 학습이 가능한 것이 뇌의 특성이다. 그러나 현재의 교육 과정은 이 점을 무시한 채 당장의 성적을 위한 지식의 전달에만 초점을 맞추고 있다. 학생, 교사, 학부모 모두 학습의 과정에서 소외됐다. 많은 교육 투자와 사교육비 지출에도 불구하고 끊이지 않고 교육 문제가 발생하는 것은 학습과 교육에 관계된 뇌의 기본 원리를 무시하기 때문이다. 교사들의 노력에도 불구하고 교육 현장의 상황은 갈수록 나빠지고, 부모들은 높은 사교육비에 허덕이고, 아이들은 아이들대로 고통스러워하는 실정에 이르렀다. 숱한 스트레스 속에서 공부가 자신의 일이 아니라는 생각에 사로잡힌 학생들도 있다. 비전과 가치를 찾지 못하고 자신을 제대로 보지 못하다 보니 자신에게 맞는 공부법조차 찾을 길이 없다. 기본이 없는 학습의 부작용은 다른 나라의 대학과 비교할 경우 더욱 여실히 드러난다. 유학생들의 이야기를 들어보면 대학 1학년 때만 하더라도 현지 학생들보다 훨씬 많은 것을 알고 있지만 곧바로 추월 당하는 경우가 많다고 한다. 초등학교 때부터 각종 활동을 통해 단련된 체력을 바탕으로 어떻게든 스스로 공부하는 법을 찾으려고 노력하는 현지 학생들과 쉽고 빠른 길, 몸과 분리된 학습에만 익숙한 우리 학생들의 차이가 갈수록 커지기 때문이다.   학습은 신체·정서·인지 기능의 종합 효과적이고 제대로 된 학습을 위해서는 학습을 비롯한 모든 인간의 행동에서 정서와 운동, 두뇌의 고차원적인 사고 과정이 따로 떨어져 있지 않다는 것을 이해해야만 한다. 학습을 비롯해 뇌에서 일어나는 인간의 정신 활동, 신체 감각, 감정과 정서, 동기, 의도, 생각 등이 모두 저마다의 비율로 결합되어 일어난다. 왜 스스로의 감정을 조절하고 자신과 다른 사람의 감정을 파악해야 하는지를 살피지 않으면 정서는 결코 안정되기 힘들다. 정서가 안정되지 않으면 자신의 꿈에 대해서도, 공부를 해야 하는 이유에 대해서도 부정적일 수밖에 없다. 운동을 통해 감각과 의지, 사고 과정을 모두 단련하는 것도 가치 부여와 행동을 조절하는 힘을 기르지 않는다면 단순한 근육 단련에 지나지 않는다. 생각과 계획을 실천할 육체적 힘과 몸을 통해 단련할 의지가 없으면 학습은 제대로 이루어질 수 없다. 21세기 뇌융합교육 시대를 맞아 교육 대안으로 주목받는 뇌교육에서는 뇌력, 심력, 체력의 통합적 발달 차원으로서의 ‘학습’을 이야기하고 있다. 몸을 사용한 체험으로 뇌를 깨우고 활용하는 방법을 터득하는 것, 어떻게 살 것인지에 대한 고민과 함께 자신의 능력 향상뿐만 아니라 인류 전체의 능력까지도 확장시키는 것을 목표로 하는 뇌교육은 21세기 뇌과학이 제시한 인간 뇌의 특성에 대한 연구와 한민족 전통적인 인재 계발 원리를 결합한 것이다. 이제는 청소년들의 뇌 특성과 두뇌 발달 체계를 이해하고, 신체 활동, 정서, 인지 기능이 분리되지 않고 통합적 차원에서 학습에 대한 인식 변화가 필요한 때이다. 글. 브레인 편집부