인간의 기억 유형 및 해마와 바닥 핵에 대해 알아보겠습니다. 기억과 학습의 유형에 대한 정확한 구분은 뇌 손상에 대한 연구를 통해 결정적인 기여를 하고 있는데, 해마와 바닥 핵이 기억과 가장 관련 있는 뇌 부위입니다.
기억의 유형
학습의 모든 현상을 한 가지 기제로 설명할 수는 없습니다. 어떤 기억은 재빨리 형성되고 어떤 기억은 평생 지속됩니다. 즉, 방금 발생한 사건에 대한 단기기억과 과거에 일어난 사건에 대한 장기기억으로 구분할 수 있습니다. 첫 번째, 단기기억과 장기기억은 그 용량이 다릅니다. 장기기억은 어림잡기 어려울 만큼 방대한 용량을 가지고 있습니다. 두 번째, 단기기억은 되뇌기에 따라 달라집니다. 예를 들어, 연속된 문자를 읽고 나서 무언가 당신을 어지럽힌다면 그 단어들을 기억할 확률은 급속히 떨어집니다. 반면에 장기기억은 수년 동안 생각하지 않았던 것도 회상할 수 있습니다. 세 번째, 단기기억에서는 어떤 내용을 일단 망각하면 사라지지만, 장기기억에서는 어떤 것을 잊어버렸다고 해도 힌트가 제공되면 다시 그것을 재구성할 수 있습니다.
이러한 구분을 기반으로, 모든 정보는 처음에 단기기억의 저장소에 들어가게 되고 뇌가 이를 장기기억으로 응고화 할 때까지 머무르게 된다고 제안하였는데 이에 대한 관점의 변화가 나타나기 시작했습니다. 나중의 연구들은 단기기억과 장기기억 간의 구분을 점점 어렵게 만들었습니다. 우선 많은 단기 기억은 단순히 장기기억이 되기 위해 일시적으로 저장된 것이 아닙니다. 더욱이 응고화는 우리가 기존에 생각했던 것이 아니게 되었습니다. 그 이유는 첫째, 응고화에 필요한 시간은 굉장히 다양하기 때문입니다. 스트레스를 주거나 정서적 각성을 일으키는 경험은 아드레날린과 코티솔의 분비를 증가시킵니다. 적정량의 코티솔은 편도체와 해마를 활성화해서 최근 경험의 저장과 응고화를 향상시킵니다. 그러나 훨씬 더 많은 코티솔을 분비하는 지속적인 스트레스는 기억을 방해합니다. 즉, 응고화는 빠르거나 느릴 수 있으며 새로운 단백질을 합성하는 데 필요한 시간 이외의 다른 요인들에도 의존하게 됩니다.
두 번째는 응고화된 기억이 영원히 변치 않는 것이 아니라는 점입니다. 상기 자극에 의해 다시 깨어난 기억은 변화하기 쉽거나 취약한 상태가 됩니다. 만약 그 상기 자극 이후 유사한 경험이 뒤따른다면, 그 기억은 단백질 합성을 해야 하는 과정에 의해 재응고화됩니다. 다시 강화된다는 뜻입니다. 상기 자극을 주고 나서 단백질 합성을 막는 약물을 투여하면 그 기억을 상당히 약화하게 됩니다. 또한 재응고화 과정 중에 새로운 경험을 하면 그 기억이 수정될 수 있습니다.
해마의 기능과 이론
해마가 손상된 환자들은 비록 새로운 기술은 배우지만 새로운 사실을 배우는 데는 큰 어려움을 겪습니다. 해마는 서술적 기억, 특히 일화기억에 중요한 구조물입니다. 해마의 손상은 대부분의 경우 과제의 수행을 크게 손상시킵니다. 또한 해마는 공간 기억에 중요한 역할을 합니다. 뉴런의 전기적 기록은 쥐의 해마에 있는 많은 뉴런이 특정한 공간적 위치에 동조되어 있음을 보여주는데, 동물이 특정한 장소에 있을 때 또는 특정한 방향을 바라볼 때 가장 잘 반응합니다. 해마는 맥락에 대한 학습과 관련됩니다. 해마에 일반적으로 의존하는 최근 기억은 많은 세부 사항을 포함합니다. 시간이 지날수록 기억은 점차 덜 상세하게 되고, 해마에 덜 의존하게 되며, 대뇌겉질에 더 의존적으로 됩니다. 인간의 경우 최근 기억을 상기하는 것은 해마를 활성화합니다. 오래된 사실 기억을 상기하는 것은 해마를 활성화할 수도 그렇지 않을 수도 있지만, 일화기억은 반드시 어떤 맥락에 대한 세부 사항을 포함하기 때문에 해마를 활성화합니다. 이 내용은 해마가 손상된 사람들이 일화기억에 문제가 많다는 관찰을 잘 설명해 줍니다.
바닥 핵의 기능
바닥 핵은 점진적인 학습에 영향을 줍니다. 즉 해마가 모든 학습과 기억을 차지하는 것은 아닙니다. 해마는 한 번의 경험에 의해 발생하는 기억에 가장 중요한 역할을 하는데, 해마가 손상된 이후에도 계속되는 경험을 통해 학습은 일어나기 때문입니다. 이러한 학습을 암묵 학습 또는 습관 학습이라고 부릅니다. 바닥 핵은 점진적으로 패턴을 학습하고 습관을 형성하며 수행 능력의 향상을 보여줍니다. 만약 해마가 손상된다면 습관과 암묵기억을 학습하지 못하게 됩니다. 즉, 점진적인 학습은 바닥 핵에 의존하는 것을 알 수 있습니다. 또한 해마는 서술적 기억에 더 중요하고 바닥 핵은 절차적 기억에 더 중요합니다. 하지만 해마 과제와 바닥핵 과제가 완전히 분리되어 있지는 않습니다. 그 이유는 거의 모든 과제가 두 영역 모두를 활성화하며, 동일한 과제를 하더라도 한 종류의 기억에서 다른 종류의 기억으로 전환하는 것이 가능하기 때문입니다.
기억과 관련된 다른 뇌 부위들
다른 뇌 영역들도 해마, 바닥 핵, 편도체와 같이 학습과 기억에 중요한 역할을 합니다. 사실 대부분의 뇌 영역은 다양한 방식으로 기여합니다. 마루엽이 손상된 환자들의 경우 일화기억은 드문드문 있지만 세부 사항은 거의 없는 것으로 나타납니다. 그들에게 부족한 능력은 바로 기억을 자발적으로 정교하게 말하는 능력입니다. 인간이 사건을 기억해 낼 때는 통상 한 가지의 것이 다른 것을 상기시킵니다. 따라서 우리가 기억하는 것 모두를 말할 때까지 한 가지 세부 사항에 다음 것을 덧붙이게 됩니다. 마루엽이 손상된 환자들의 경우, 이렇게 기억의 한 조각을 다른 조각과 연합시키는 과정이 손상된 것입니다.
관자엽의 앞부분과 아랫부분이 손상된 환자들은 의미성 치매 증상을 보이는데, 이는 의미기억의 상실을 의미합니다. 이러한 환자들은 평범한 과일이나 채소의 색깔이나 동물들의 모습을 기억하지 못합니다. 그렇다고 의미기억이 모두 관자엽의 앞부분과 아랫부분에만 저장된다고 생각하면 안 됩니다. 이 뇌 영역들은 정보의 일부를 저장하고, 다른 뇌 영역들과의 교신을 중개하는 역할을 하여 어떤 개념의 전체를 통합하는 곳입니다. 의미기억의 심각한 결손은 양쪽 관자엽이 모두 손상되어야만 나타납니다. 한쪽의 관자겉질만 손상된 환자들은 정상인과 거의 비슷한 의미기억 능력을 보입니다.