개요
인간의 두뇌에 대한 우리의 이해는 과거 십년 간 엄청난 발전을 거두었습니다. 우리는 이제 두뇌의 신경망은 자연에 의하여 형성되지만 인간의 발달 과정에서는 외적 환경도 중요한 역할을 한다는 것을 알고 있습니다. 인간의 학습능력은 어떤 요인들이 얼마나 영향을 미치느냐에 관계없이 역설로 설명됩니다 :
“정확하게 배우는 능력은 배워서 얻어지는 능력이다.”

인간의 두뇌는 우주에서 알려져 있는 가장 복잡한 데이터 처리, 저장, 운영 시스템이지만 그에 대한 초보적인 매뉴얼조차 함께 제공되지 않는 시스템입니다. 아래의 이론은 우리의 자녀들에게 두뇌를 어떻게 효율적으로 사용하는지를 가르치는 초기과정에 도움을 주기 위한 것입니다.

순차적 학습 (sequential learning) 프로세스
학습기능과 기억기능은 우리의 두뇌가 새로운 데이터를 소유하고 후에 다시 기억해낼 수 있게 저장하는 상호의존적 기능들입니다. 저장은 뉴런이라는 두뇌의 기초적인 구성요소인 간의 연결 패턴에 의하여 이루어진다. 사람의 인식 능력과 신체적 정서적 능력들은 서로 밀접한 관계가 있으며 상호간에 많은 동일한 뉴런을 공유합니다.

효율적으로 기능을 하는 두뇌에서는 새로운 복잡한 과제(task)를 처리할 때 무의식적으로 이를 배우고 저장하기 쉬운 단순한 세부 요소들로 세분화하는 데에서 시작합니다. 그 결과로 생기는 세부과제(subtask)들은 미래의 사용을 위한 데이터로 두뇌 안에 저장됩니다 .

이 처리 순서, 즉 순차를 구성하는 각 세부과제의 핵심적인 모든 정보는 뇌의 뉴런들 사이에 특유의 연결을 형성함으로써 저장됩니다. 이렇게 저장되는 정보에는 그 세부과제를 수행하는데 관계하는 모든 신체와 두뇌의 부분들에게 보낼 내용과 행동에 관련된 명령들이 포함되어 있습니다. 이때 각 세부과제를 복제하고 순차열(sequence string)을 서로 연결하는데 필수적인 타이밍 정보도 함께 저장됩니다. 이 타이밍 정보는 모든 인간의 뇌가 가지고 있는 극히 정확한 바이오시계에 의하여 생성됩니다.

어떤 과제를 학습하는 동안에는 두뇌의 여러 부분들이 매우 밀접한 상호작용을 하게 되며 두뇌와 감각기관과 신체의 관련 부분들 간에 여러 가지의 감각적 피드백 신호를 동시에 주고 받습니다. 순차열을 구성하는 세부과제들이 일단 기억되면 두뇌와 신체의 부분들 사이에 왕복하는 피드백 신호의 양은 점차로 줄어들게 되어 결국에는 각 세부과제들이 완전히 자동화되고 복잡한 과제의 순차열을 구성하는 각 세부과제에 대하여 두뇌세포들 간에 정확한 신경연접연결(neuro-synaptic connections)이 형성된다. 이 이후부터는 똑같은 복잡한 과제를 수행하려고 할 때 불러내야 하는 두뇌의 부분들과 신체 부분들 간에 많은 피드백 신호가 필요하지 않게 됩니다.

이렇게 효율적으로 기능을 수행하는 인간의 두뇌는 의도적으로 익히려고 하는 복잡한 과제를 수행하는데 필요한 모든 데이터를 무의식적으로 세분화하고 순차적으로 처리하며 저장하는 놀라운 능력을 가지고 있습니다. 그 후부터는 그 복잡한 과제를 수행할 때에는 두뇌가 그 과제를 구성하는 저장된 세부과제들을 즉각적으로 선택하고 순차적으로 처리함으로써 과제를 자동적으로 수행하게 될 것입니다. 이때 두뇌는 각 세부과제들을 원활하게 순차적으로 연결하여 원래의 과제를 정확하게 수행할 수 있도록 세부과제들과 함께 저장하였던 정확한 타이밍 정보를 사용하게 됩니다.

두뇌의 이러한 특유의 두뇌영역 상호작용에 의한 다중처리 능력과 신경기능자동화 능력은 인간의 두뇌가 가지고 있는 전반적인 능력을 대대적으로 증가시키며 그러한 능력이 없었더라면 불가능하였을 극히 복잡한 정신적 신체적 과제들을 배울 수 있게 해줍니다. 이 효율적인 다중처리 프로세스는 두뇌의 주요 부분들의 부담을 덜어주어 우리의 미래와 우리가 사는 환경을 창조적으로 변화시키는데 지속적으로 사용될 수 있게 해줍니다.


역설: “정확한 학습 방법의 학습”
위에 설명한 학습 프로세스의 순차적 처리기능의 대부분은 아직까지도 알려져 있지 않은 유전정보에 의하여 모든 정상적인 인간의 두뇌 속에서 자동적으로 존재한다. 그러나 인간의 두뇌가 그러한 기능들을 수행하는 정확도와 효율은 개인마다 크게 차이가 있습니다.

유전적으로 정상적인 어떤 뇌가 그러한 다른 뇌보다 더 효율적인 학습능력을 갖게 되는지를 알려면 의외로 간단하면서 핵심적인 질문 하나면 족합니다: “모든 세계적으로 위대한 과학자, 체육인, 경영자, 예술가, 우주인, 철학자, 수학자, 음악가, 등이 공통적으로 가지고 있는 하나의 학습 관련 특징은 무엇인가요?” 이런 성공한 사람들은 대체로 집중력이 강하고 오랜 시간 동안 지속적으로 선택적 집중을 할 수 있는 능력을 가지고 있다고 결론지을 수도 있을 것입니다.

집중력이란 의식과 마찬가지로 인간의 지극히 기본적인 능력이라서 서구문명에서는 어떤 이유였든지 오래 전부터 그것은 배워서 얻어지는 것이 아니라 우리가 태어날 때부터 가지고 태어나는 것으로 여겨져 왔습니다. 따라서 많은 동양 사회에서와는 달리, 집중력이 정확하게 무엇인지를 알아내거나 그것을 자식들에게 가르치는 방법을 찾으려는 노력을 거의 하지 않았습니다.


집중력, 뇌의 슈퍼컴퓨터로 가는 관문
의식적인 학습 프로세스의 “흐름”을 차단하는 집중 방해는 세부과제들 사이에 부자연스런 틈을 형성하고 이들의 순차를 혼란하게 합니다. 이러한 차단 현상은 또한 학습 중인 과제에 관련된 타이밍과 내용 정보 대신 어떠한 형태이든지 방해가 된 자극이나 사고의 타이밍과 내용 정보를 발생시킵니다. 그 결과로 발생한 오류 정보는 정확한 타이밍 정보와 함께 저장되고 그 정보는 학습하고 있던 과제와 직접 연관되게 됩니다. 이러한 오류 및/또는 모순 정보는 향후에 두뇌가 기억에서 불러냈을 때 순차열이 정확하게 구성되지 못하게 합니다. 따라서 원래의 과제를 정확하게 복제할 수가 없게 됩니다.

새로운 과제의 학습 도중에 발생하는 집중 방해가 습관적일수록 학습 프로세스에서 생성되어 저장되는 타이밍과 내용 정보의 오류도 많아집니다. 두뇌는 이러한 저장된 오류를 스스로 수정할 수도 있으며 자주 그렇게 하기도 합니다. 그러나 그렇게 되려면 과제를 많은 횟수 반복함으로써 학습하여야 합니다. 즉, 새로운 학습 과제가 인식능력이나 신체능력 또는 감정능력 중 어느 것을 위주로 하는 것이든 관계 없이 집중 방해가 많을수록 오류도 많아지며 새로운 과제를 학습하는데 소요되는 시간도 길어집니다.


정보 선별을 하는 뇌의 문지기 기능의 진화
인간의 두뇌는 의식적인 사고나 지각이 발달되기 전에 이미 막대한 양의 감각계와 신경계의 정보를 정확하게 처리하는 능력이 진화되어 왔습니다. 따라서 즉각적인 다중 의사결정을 하여 타이밍이 정확한 화학적 전기적 명령신호를 신체의 각 부분에 전달합니다. 이러한 자치적인 능력이 없었다면 인간이 생존할 수 없었을 것입니다. 일초에 수십억 비트의 정보를 처리할 수 있는 오늘날의 가장 진보된 슈퍼컴퓨터도 인간의 무의식적 데이터 처리능력에 비할 바가 못 됩니다.

인간은 언제부터인가 의식적인 사고능력이 발달하게 되었으며 지구상의 어느 동물에게도 없는 창조성 기반을 보유하게 되었습니다. 그러나 의식적인 면에서의 정보 처리능력은 일초에 100-200 비트 정도에 지나지 않아 매우 제한되어 있습니다. 통상적인 대화에서 말을 이해하는 데만 총 의식 능력의 거의 30%가 사용된다는 것을 생각하면 이것은 매우 낮은 처리 능력이라 할 수 있습니다.

인간은 의식의 과잉부하와 혼동을 피하기 위하여 우리의 의식적 감각에 끊임없이 퍼부어지는 막대한 양의 정보를 제한하고 선별하는 능력을 진화시켜야 했습니다. 이러한 자동 정보선별 능력은 인간에게 의도적 발명 능력을 가져다 주었습니다. 인간은 이러한 능력으로 융성하여 지구상의 모든 생물들을 지배하게 되었습니다.

의식의 문지기는 우리가 미래를 꾸며나가기 위하여 우리의 자연적 본능과 무의식적 데이터처리 능력의 상당 부분을 무시하고 의식적으로 지배하는 능력도 주었습니다. 즉, 수십억 bps나 되는 자동 슈퍼컴퓨터가 아닌 126 bps밖에 되지 않는 의식처리 프로세서를 사용하는 것을 의식적으로 선택할 수 있는 자유를 갖게 되었습니다. 그 결과 인간들은 많은 불필요하고 막대한 실수를 저지릅니다. 우리가 살고 있는 환경을 우리가 파손한 사실과 우리의 사회문제들을 보더라도 우리가 자연적인 본능과 무의식적인 능력을 의식적으로 지배할 수 있는 능력의 대가가 얼마나 막대한지를 알 수 있습니다.


효율적인 선별 집중 습관의 개발
미국과학진흥회의 최근 회의에서 한 연구팀이 인간의 뇌에 있는 내부 타이밍 메커니즘을 발견하였다고 발표한 바 있습니다. 이들은 “우리는 타이밍은 학습과 기억의 기반이라 믿는다”라고 보고하였습니다. 이들의 관점은 방향은 옳았으나 자연적인 자동 타이밍 능력은 모든 진화된 동물들이 다 가지고 있습니다. 인간이 다른 동물과 다르게 가지고 있는 특별한 학습 및 기억능력의 기반은 그것보다는 우리만 가지고 있는 집중력과 관련된 자극 선별능력일 것입니다.

인간이 가지고 있는 학습집중 능력은 우리가 가지고 있는 비교적 제한적인 의식적 정신능력을 우리가 태어나면서 가지고 있는 정확한 내부 타이밍 능력을 포함한 강력한 자치적인 데이터 처리 잠재력에 연결시킬 수 있게 해줍니다. 따라서 우리의 의식적 집중을 끊임없이 건드리는 불필요한 정보와 사고를 선택적으로 선별하는 인간 특유의 능력이 인간의 학습과 기억의 진정한 기반일 것입니다.

유전적으로 유사한 인간의 두뇌들도 효율적인 집중의 능력은 저마다 크게 다릅니다. 따라서 의식적인 집중 도중에 불필요한 정보와 관련 없는 사고를 의식적으로 선별하는 인간의 능력은 어느 정도 학습으로 얻어지는 것이 분명합니다.

이러한 자동 선별 능력은 인간의 학습 프로세스의 기반이기 때문에 두뇌의 발달 과정에서 아주 초기에 학습이 되어야 합니다. 따라서 효율적인 선별 습관을 개발하는 데에는 기타 요인들과 환경적 요인들도 중요한 역할을 하는 것이 분명합니다. 무심코 반복한 활동과 시도 및 오류의 경험은 학습을 학습하는 프로세스의 최초 단계에 영향을 미치며, 따라서, 집중력 발달 방정식에 강력한 기회 및/또는 혼란 요소를 가미합니다.

어린이의 최초의 정보선별 관련 학습의 경험은 모친의 뱃속에서부터 시작하여 초기에는 감정과 촉각 정보가 포함될 가능성이 높습니다. 태아가 발달하면서 촉감과 각 신체 부위의 간단한 움직임이 두뇌의 정보처리 능력의 발달 과정에 관련됩니다. 임신 제 3개월 중에는 청각이 발달하기 시작하고 외부로부터의 소리가 역할에 가담하게 됩니다. (시각은 청각에 비하여 훨씬 뒤늦게 발달되므로 인간의 기초적인 학습의 학습 능력 프로세스에 미치는 영향이 덜합니다.)


결론
어린이의 두뇌는 초기 발달 과정에서 정보와 내부의 사고를 선별하는 행태의, 깊이 내재하는 기초적인 습관을 우연적으로 형성합니다. 바로 이 선별 습관은 어린이가 향후에 발달하게 되는 어린이의 전반적인 학습능력의 기초가 됩니다.

자극과 사고를 선별하는 습관이 제대로 형성되지 못하면 어린이가 방해 받지 않고 집중할 수 있는 능력의 발달이 저해됩니다. 이러한 기본적인 능력이 부족한 어린이의 다수는 더 효율적인 집중 습관을 가진 다른 어린이들보다 새로운 과제를 빨리 정확하게 학습하는 것이 어렵게 됩니다. 그리고 그것은 학교에서 이들의 학습 진척도와 자기이미지에 악영향을 미치게 됩니다.

인간의 두뇌에 대한 이해가 급속히 진전됨에 따라 인식, 운동 및 감정 기능의 심각한 문제를 가지고 있는 어린이들의 다수는 그것이 나쁜 습관의 결과라는 것과 따라서 영구적인 것이 아니라는 것을 알게 되었습니다. 뜻밖에도 이러한 후천적인 습관은 더 기초적인 문제일수록 더 빠르고 쉽게 교정될 수가 있습니다. 따라서 진단과 교정 개입이 이른 시기에 이루어지면 어린이의 학습 능력, 생산성 및 자기이미지 관련 행동을 크게 변화시킬 수가 있습니다. 이른 시기에 이루어진 성공적인 개입의 효과는 그 개인의 전반적인 삶의 질에 오랫동안 지속적으로 긍정적인 영향을 줄 것입니다.

모든 어린이들은 인식, 신체 및 감정의 잠재력을 최대한 키울 수 있는 기회를 가질 권리가 있습니다. 따라서 이들에게 더욱 평등한 기회를 제공하려면 진단과 교정 개입을 이른 시기에 하는 것이 필수적입니다. 모든 어린이들의 초기교육에서 첨단 기술을 사용한 집중력 및 자극선별 훈련을 기본화하는 것은 사회 전반의 관점에서 큰 혜택이 될 것입니다.