도파민

신경전달 물질

시냅스에서의 정보 교환을 매개하는 것이 신경전달물진(Neurotrans mitter)인데, 우리 몸에는 50종류 이상의 신경전달물질이 있는 것으로 알려져 있습니다. 

우리의 몸은 우리가 먹는 음식으로 포도당을 만듭니다. 포도당은 혈류를 타고 돌면서 심장과 간, 두뇌를 포함해 근육의 연료로 쓰입니다. 그리고 포도당은 신경전달물질로 바뀌어 두뇌로 들어갑니다.

신경전달물질이 축삭돌기의 종말단추에서 분비되면 시냅스 틈으로 퍼져나가게 되고, 적절한 수상돌기가 수용하게 됩니다. 각각의 신경전달물질을 수용하는 수상돌기가 따로따로 존재하는데, 한 물질이 특정한 곳에서만 수용되므로 '열쇠-자물쇠'관계라고도 합니다.  우리의 뇌는 이러한 신경전달물질을 통해 정보를 주고 받습니다.

뇌과학에서 중요한 신경전달물질은 아드레날린(에피네프린), 노르아드레날린(노르에피네프린), 도파민, 코르티솔, 세로토닌, 베타엔도르핀 등이 있습니다.

아드레날린은 부신수질에서 분비되는 호르몬으로 교감신경을 흥분시키고 혈당량을 증가시킵니다. 아드레날린은 위기 상황 대처라는 긍정의 효과와 흥분이라는 부정의 효과를 지닌 양면적 호르몬입니다. 아드레날린이 지나치면 흥분의 호르몬으로 둔갑하여 공부 집중을 방해합니다.

노르아드레날린은 뇌줄기에서 분비되며 심박증가와 혈압상승 등의 기능을 합니다. 극도로 화가 날 때나 높은 긴장상태에서 분비가 활발해집니다. 노르아드레날린이 활개를 치기 시작하면 이성이 이를 통제하는데 어려움을 느껴 과격한 행동과 폭력으로 이어지기 쉽습니다.

경쾌한 각성을 일으키는 도파민은 주로 A-10이라는 신경 섬유의 말단부에서 분비되는 쾌감물질입니다. 이 신경전달물질은 인간의 본능, 감정, 호르몬 및 운동기능을 조절합니다. 대표적인 쾌락 물질 중 하나인 도파민은 새로운 것을 좋아하기 때문에 분비가 활발할 때는 집중력이 높아지며 탐구력과 창조성이 발휘하기도 합니다. 도파민 분비를 촉진하면 새로운 지식을 습득하는데 탄력을 받을 수도 있습니다. 그런데 도파민은 칼과 같은 물질이어서 제대로 다루지 못하면 정신과 신체에 부정적으로 작용하기도 합니다.

코르티솔(cortisol)은 부신피질에서 생성되며, 물질대사 조절작용 외에 스트레스에 대한 신체의 반응 촉진과 면역계 조절작용을 갖습니다. 장기적으로 스트레스를 받으면 코르티솔이 과도하게 생산되고, 오래 지속되어 해마의 신경세포들을 파괴하여 기억능력을 저하시킵니다.

세로토닌과 베타 엔도르핀은 기분이 좋아지게 합니다. 세로토닌(cerotonin)은 뇌줄기에 존재하는 물질입니다. 정서적이거나 감정적인 행위, 수면이나 기억, 식욕조절 등에 관여하며 인간의 몸과 정신에 생기와 활력을 불어넣어주는 기능을 하므로 공부를 하는데 중요합니다. 이 호르몬은 엔도르핀이 연출하는 순간의 환희나 격정적인 기쁨과는 달리, 온화한 행복을 느끼도록 유도합니다. 햇살이 비치는 창가에 앉아 따뜻한 차 한잔을 마시며 여유를 만끽할 때의 행복에 가깝습니다.

그래서 세로토닌을 행복호르몬이라고도 합니다. 세로토닌이 풍부해질 때 힐링이 됩니다.

결국 뉴럽과 시냅스가 정보의 연결망이라면, 신경전달물질은 그 연결망을 어떤 정보로 채우는가의 문제입니다.

혹시라도 신경전달물질과 치유가 어떤 상관 관계가 있는 것은 아닐까요? 치유란 힐링(hesling)이니까요.

[위키학습법 저자, 김춘식]

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뇌 과학을 알면 공부방법이 보인다

최근 10여년간 뇌과학과 인지심리학의 눈부신 발달에 따라 뇌의 작동체계와 학습원리가 과학적으로 밝혀졌습니다.

인지심리학자들은 높은 효과를 올릴 수 있는 학습전략을 발견하고 증거를 찾는 데 매진해 왔습니다.

신경과학자들은 fMRI를 비롯한 다양한 영상장비를 통해 뇌가 작동하는 메카니즘을 대부분 밝혀냈습니다. 

최근에 와서는 인지과학과 신경과학을 융합적으로 연구하는 인지신경과학(cognitive neuroscience)이라는 학문분야가 탄생하였습니다.

뇌과학의 원리에 따라 학습하면 누구나 효과적으로 공부할 수 있습니다. 

뇌과학을 알면 왜 아침을 굶으면 집중력과 기억력이 떨어지는지, 어떻게 공부하면 영어를 잘할 수 있는지, 감정은 어떻게 관리해야 하는지, 습관을 바꾸려면 어떻게 해야 하는지, 뇌의 신경전달물질이 우리의 건강과 학습에 어떤 영향을 미치는지 등을 알 수 있습니다. 그러므로 뇌과학은 학습과 건강과 행복의 비밀을 푸는 열쇠입니다.

지금부터는 두뇌의 구조와 작동원리를 배울 것입니다. 오늘은 우선 뉴런과 시냅스에 대해 공부합니다. 여러분이 들어보지 못한 신경생리학 용어들이 나오기 때문에 다소 생소하고 어려울 수 있습니다.

성인의 뇌의 무게는 약 1.4kg으로 1,000억 개의 신경세포(뉴런)로 이루어져 있습니다. 하나 하나의 뉴런(Neuron)은 서로 밀접하게 연락망을 이루고 있으며, 이것이 컴퓨터 회로처럼 신경 회로를 형성해 상호 연결함으로써 뇌가 작동합니다. 그러므로 기억은 뇌속의 어느 한 부위가 하는 일이 아니라 여러 부위의 신경세포가 함께 작용하며 상호 연결함으로써 이뤄냅니다.

뉴런은 신경계의 기본단위로서 신경세포체와 신경돌기로 이루어져 있습니다.

신경돌기는 수상돌기와 축삭돌기로 되어 있습니다. 

수상돌기(dendrite)는 그 모양이 나뭇가지 처럼 생겼다고 해서 붙여진 이름으로 가지돌기라고도 부릅니다. 축삭돌기(axonprocess)는 축모양으로 길게 생겼다고 해서 붙여진 이름입니다.

축삭돌기는 자극을 다른 뉴런으로 전달하는 역할을 하고, 수상돌기는 다른 뉴런으로 부터 자극을 받아들이는 역할을 합니다.

하나의 뉴런은 평균 1만개의 다른 뉴런과 연결하여 신경회로를 형성하고 있습니다. 뉴런과 뉴런이 연결되는 부분을 시냅스(synapse)라고 하는데, 시냅스는 약 1,000조 개로 추산됩니다. 시냅스는 매우 정교하게 작동하고 있는데, 인류가 발달하며 생존해 온 비결이 여기에 있습니다.

시냅스는 뉴런의 축삭돌기 종말이 다른 뉴런의 수상돌기와 만나는 부분을 말합니다. 뉴런은 시냅스를 통해 신호를 주고 받는데, 이 신호를 주고 받는 물질은 신경전달물질이라고 부릅니다.

신경전달물질은 축삭돌기 말단의 시냅스 소포에서 분비되어 시냅스 틈새를 건너간 다음 다른 뉴런의 수상돌기에 있는 수용체로 들어가게 됩니다. 이들이 형성하는 신경회로망은 감각, 인지, 운동기술, 기억과 학습을 가능하게 해 줍니다.

우리가 사랑받거나 감사하거나 긍정적인 생각을 하면 베타 엔도르핀이나 세로토닌과 같은 좋은 신경전달물질이 나오고, 부정적인 생각을 하거나 스트레스를 받으면 아드레날린이나 코르티솔과 같은 두뇌의 뉴런을 손상시키는 신경전달물질이 나옵니다.

가장 좋지 않은 것은 후회와 자책감을 계속해서 곱씹는 것입니다.

그러므로 우리는 가급적 긍정적 생각을 하고, 기분이 우울할 때는 가슴을 활짝 펴고 스스로에게 위로가 되는 말을 하는 것이 좋습니다.

나는 자신에게 격려의 말이 필요할 때에는 "나는 날마다 모든 면에서 점점 좋아지고 있다."라고 되뇌입니다.

많이 웃으면 두뇌에 좋고 건강에도 좋습니다. 크게 웃으면 더더욱 좋습니다. '웃으면 복이 온다'는 옛말이 과학적으로 매우 합당할 말인거죠. 

[출처: 위키학습법 저자, 김춘식]

매일 맞이하는 아침,

'하하하' 웃으며 맞이해보는 건 어떠신가요? 

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문제를 해결하는데 필요한 작업기억

우리는 두뇌활성화 2탄에서 단기기억을 장기기억으로 전환하기 위해서는 복습이 필수적이라고 배웠습니다. 그리고 바람직한 복습 타이밍은 배운 후 즉시, 24시간 이내, 1주일 이내, 그리고 한 달 이내 이렇게 최소한 4번의 복습이 필요하다고 배웠습니다.

첫 번째 복습은 수업을 마치고 쉬는 시간에 바로 합니다.

초등학교에서는 수업시간표가 40분 수업, 중학교는 45분 수업, 고등학교는 50분 수업 후 10분을 쉬는 방식으로 수업이 진행됩니다. 10분 동안에 화장실도 다녀와야 하고 친구와 이야기도 해야하고 쉬는 것도 필요합니다. 그러므로 충분한 시간적 여유가 없습니다. 쉬는 시간 10분 중에서 2~3분을 활용하여 '이번 시간에 배운 내용은 무엇이지?'하는 바음으로 배운 내용을 잠시 훑어보는 것입니다. 이 작은 습관이 큰 차이를 만듭니다.

두 번째 복습은 밤에 합니다. 매일 야간 자율학습시간이나 잠자기 전에 한 두 시간동안 합니다.

이 습관이 가장 중요합니다. 우리가 잠자는 동안에도 해마는 쉬지 않습니다. 낮에 입력된 기억들을 중요도와 필요성에 따라 재분류하여 장기기억으로 보낼 것인가 잊어버릴까를 결정하는 작업을 합니다. 그런데 얼마 전에 한 번 더 입력된 기억은 '중요하다'라고 판단하여 장기기억으로 보내기 때문입니다. 이 때 복습시간을 얼마나 가져야 하느냐에 대해서는  정답이 없습니다. 다만 최소한 낮에 배운 내용 중에서 모르는 부분은 이해하고 넘어가야 합니다.

복습이 필요한 이유는 단기기억을 장기기억으로 전환하기 위한 이유 외에도 배운 내용을 완전히 이해하기 위한 목적이 있습니다. 한 번 배워서 다 아는 사람은 이 세상에 없습니다. 그러므로 숭숭 구멍이 뚫린 채 머릿속에 불완전하게 저장된 지식을 메꿔주고 연결 시켜주는 작업을 해야만 완전학습이 되는 것입니다. 

배운 내용을 불완전하게 이해하고 다음 진도를 나가면 그 다음 학습내용을 이해하지 못하게 되어 공부가 싫어지고 흠들어지는 원인이 됩니다. 왜냐하면 학습이란 새로운 내용을 공부하는 과정에서 기존의 기반지식을 활용하여 일어나기 때문입니다.

그러므로 복습은 하지 않고 여러 군데의 학원을 다니면서 선행학습만 계속하는 것은 마치 잔뜩 먹기만 하고 소화도 시키지 않은 채로 또 음식을 구겨넣는 것과 같습니다.

공부하는 원리는 모른 채 이렇게 시달리는 우리 아이들이 얼마나 불쌍합니까?

퇴계 이황은 그의 제자에게 보낸 편지에서 "복습을 하지 않고 다음 진도를 나가는 것은 배우지 않은 것과 같다"라고 말하였습니다.

이제, 작업기억에 대해 공부할 차례입니다.

작업기억이란 머릿속에 입력된 정보를 지속적으로 기억해 내면서 필요할 때 적절히 조합하고 활용하여 문제를 해결하는 능력입니다. 다시 말해 머릿속에 저장된 많은 내용 중에서 가장 적합한 정보만을 골라서 문제를 푸는 기억력이 바로 작업기억입니다.

이 때 우리는 뇌의 각 부분에 장기기억 형태로 저장된 지식과 경험을 불러오고 자신의 가치관과 상대방의 감정도 고려하고, 이해득실까지 덧붙여서 판단하고 결정하고 문제를 해결합니다. 이 작업을 총지휘하는 사령관은 대뇌의 전전두엽피질입니다. 이마에 해당하는 부분이죠.

영국의 인지심리학자 앨런 배들리(Alan Baddley)는 정보가 처리되는 능동적인 작업 공간임을 개념화하기 위해 작업기억(working memory)이라고 이름을 붙이고, 단기기억의 한 형태로 분류하였습니다. 그가 단기기억으로 분류한 이유는 작업기억은 비교적 짧은 기간 동안에 일어나는 매 순간의 지각들을 통합하고, 확립된 과거 경험의 기억과 연관시키기 때문입니다. 

사실 우리가 살아가면서 매순간 문제를 해결하는데 가장 중요한 역할을 하는 것이 바로 작업기억입니다.

우리가 아무리 장기기억의 창고에 지식을 저장해 두어도 필요할 때 꺼내쓰지 못하면 무의미한 지식입니다. 작업기억은 복잡하고 이리저리 비틀어서 학생들이 혼동하기 쉽게 출제된 문제를 푸는데 있어서 가장 중요한 기억입니다.

작업기억은 주의력, 집중력, 판단력 등과 관련이 깊습니다.

주의력과 집중력도 연습을 통해 기를 수 있습니다.

집중력이란 잡념이 없이 한가지 문제에 전념하는 능력입니다.

집중력 훈력의 기본은 바른 자세로 앉아 복식호흡을 하면서 내쉬는 숨과 들이쉬는 숨에 의식을 집중하는 훈련입니다. 누구나 금방 배울 수 있습니다. 이 훈련을 처음에는 1~2분 하다가 숙달되면 5~10분으로 늘여갑니다.

들이쉬는 숨을 코로 들이쉬면서 아랫배를 앞으로 주욱~ 내밀고, 내쉬는 숨은 입으로 천천히 내쉬면서 뱃가죽이 등가죽에 붙는다는 느낌으로 등쪽으로 최대한 당깁니다. 그 이유는 다음번에 설명하도록 하겠습니다. 

이렇게 심호흡을 하면 근육이 이완되고 뇌파가 알파파 상태로 변하며, 뇌에서는 세로토닌이라는 물질이 분비되어 마음이 평정심을 되찾게 됩니다. 뿐만 아니라 뇌에 충분한 산소가 공급되어 머리도 좋아집니다.

그 외에도 주의력과 집중력을 키우려면 문장을 요약해서 말하기, 암산하기, 단어 거꾸로 말하기 등이 도움이 됩니다. 특히 짧은 이야기를 듣고 기억나는 것을 말하는 훈련은 주의력, 집중력을 모두 높여줍니다.

[출처:위키학습법 저자, 김춘식]

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안녕하세요!

문쌤입니다^^

초등학교 5~6학년 학생들의 경우 초등교과수학에 관한 예습이 완료된 학생들이 많다. 나름 이 정도면 충분하지라는 생각으로 방향을 잘못 설정하는 경우를 많이 볼 수 있어 이에 대한 바른 해법을 알리고자 한다. 

1. 나는 수학을 즐기는가? 아니면 시험을 잘 보고 싶은가?

누구나 다른 과목에 비해 수학에 더 호감을 가질 수 있다. 하지만 수학을 즐긴다고 하면 너무 다른 세계의 사람으로 보일 수 있다. 결국 모두가 원하는 것은 수학 시험을 잘 보는 것이다. 또한 망했을 때와 잘 봤을 때의 점수 차가 가장 큰 과목이라는 점은 수학시험의 중요성을 다시 한 번 인식하게 한다.

 2. 어떤 수학 시험이 궁극의 목표인가? 

학기당 2번 정도 실시되는 학교 시험이 중요하다. 한 번 막히고 무너지면 회복이 쉽지 않은 것이 사실이지만 이는 대학입시를 위한 작은 준비과정이다. 올해부터 수시 모집 중에 학생부 전형의 비중이 커지고 

논술은 다소 축소된 상황을 볼 때 내신의 중요성은 따로 말할 필요가 없을 정도이다. 게다가 특목고 진학의 결정적인 열쇠가 내신임을 기억해야한다. 

 3. 대입 수능 수학은 무엇을 요구하는가? 

논점이 단순한 2점짜리 계산 문제보다는 다논점 사고력 문제인 4점 문제(전체 배점의 절반)가 고득점 여부의 열쇠이다. 수능은 고등학교 전과정(특히 미적분과 기하에서 어려운 문제가 출제)에서 고르게 출제된다. 그리고 중등 도형 심화와 연결되는 내용이 많이 출제 되고 있다. 

비중이 큰 내용에 관한 충분한 연습이 필요하다. 게다가 근래의 경향은 내신과 수능이 출제의 경향이 많이 일치하고 있는 만큼 정확한 이해를 바탕으로 다논점 고난이도 사고력문제까지 꼼꼼하게 학습하고 정리할 필요가 크다.

 4. 어떻게 준비할 것인가? 

실전 수준 또는 그 이상의 문제에 대한 연습이 많을수록 유리하다. 

수학공부와는 별개의 수학 시험 준비의 자세가 바로잡혀야한다. 

풀어본 문제에 관한 오답정리이다. 답이 나오는 논리를 정확하게 정리하고 최적의 답안 작성을 연습하고 암기해 버리는 것!

 5. 초등학생은 무엇을 준비할 것인가?

첫째, 심화와 경시는 구별하자. 

심화 없이 다음 과정의 선행만 한다면 의미가 없다. 선행을 희생하면서 경시에 몰두할 필요는 더 없다. 

둘째, 중학교 입학 후 공부 시작은 너무 늦다. 

머리 좋고 학교 시험 점수가 좋으니 중학교에 가면 충분히 따라간다고 낙관하지만, 현실은 그렇지 못하다. 과고 원서를 넣지 못하는 것뿐만 아니라 저조한 성적에 비관해서 삐뚤어지는 경우도 많다. 

셋째, 계산문제에 관한 이해가 끝났다면 문제가 긴 활용문제(스토리텔링)나 도형문제를 다양하게 풀어보고 오답을 정리해야한다. 

이것이 중등심화의 배경이고 중학교 내신문제의 주류이다.

넷째, 진로를 예측하여 진도와 깊이를 결정하자. 

이과를 갈 생각이고 능력이 된다면 과고를 목표로 공부 양을 제법 많이 늘리는 것이 좋다. 

다섯째, 시험 준비와 놀기를 병행하지 말자. 

노는 것에 물들면 공부가 싫어지고, 잦은 슬럼프를 겪게 된다. 프로 운동선수가 시즌 중에 놀러 다닌다는 말을 들어본 적이 있는지 묻고 싶다. 남보다 조금 더 일찍 시작해서 더 많이 공부해야 경쟁력이 올라간다. 안일한 생각으로 초등생답게 공부하면 중학교 입학 후 바로 상위 10% 밖의 성적이 나와 특목고는 물론 서울 소재 대학입학도 어려워지는 현실을 일찍부터 알아야 할 것이다.