공부도 ‘헝그리 정신’으로?… 허기와 학습효과의 관계

《중요한 시험을 하루 앞둔 날 저녁. 밤에 너무 무리해 공부하지 말고 시험 당일 아침도 가볍게 먹으라는 얘기를 듣곤 한다. 하지만 역시 밤새며 공부하고 아침밥을 든든히 먹어야 하지 않을까 하는 갈등에 빠지는 것도 사실이다. 최근 과학자들의 연구에 따르면 밤새지 말고 아침에 과식하지 말라는 게 ‘과학적 충고’라는 점이 확인됐다.》

○ 시험당일 아침식사 과식은 금물

배고플 때 텅빈 위장에서는 ‘그렐린(ghrelin)’이란 호르몬이 나오는 것으로 알려져 있다. 이 호르몬이 혈액을 통해 뇌에 전달돼 시장기(배고픔)를 느끼게 된다는 것은 과학자들이 이미 밝혀냈던 사실이다. 그렐린의 별명도 사람이 음식을 먹도록 자극하는 ‘시장기 호르몬’.

그런데 이 시장기 호르몬이 기억력과 밀접한 관련이 있다고 한다. 미국 예일대 의대 타마스 호르바스 교수팀은 그렐린이 뇌에서 기억과 학습을 주관하는 영역인 ‘해마’에 영향을 준다는 점을 알아냈다. 이 연구결과는 신경과학전문지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 3월호에 발표됐다.

호르바스 교수팀이 그렐린을 분비하지 못하게 만든 생쥐의 뇌를 살펴보자 해마 부위에서 신경세포끼리의 연결 정도가 정상 쥐보다 25%나 더 떨어지는 것으로 나타났다. 또 정상 쥐에 그렐린을 투여한 결과 해마 부위 신경세포끼리의 연결이 보통 때보다 더 증가해 미로를 더 잘 찾아갔다. 연구팀은 시장기 호르몬이 학습과 기억 능력을 향상시킨 것이라고 결론을 내렸다.

호르바스 교수는 “이 결과는 학교에서 오전시간에 공부를 잘하기 위해서는 아침에 과식하지 않는 게 좋다는 걸 암시한다”고 밝혔다. 보통 그렐린은 낮에 속이 빈 상태에서 가장 높은 수치를 보인다. 학교에서는 점심식사 직전 학습효과가 가장 커질 수 있다는 뜻이다.

○ 쉴 때 ‘뇌 필름’ 순식간에 되감기 일어나

최신 연구결과에 따르면 ‘빨리빨리’보다 ‘쉬엄쉬엄’이 효과적인 공부전략일 수 있다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 데이비드 포스터 박사팀은 생쥐가 쉬고 있을 때 그동안 배웠던 지식을 뇌에서 정리한다는 사실을 알아냈다. 이 연구 결과는 영국의 과학전문지 ‘네이처’ 2월 12일자 온라인판에 실렸다.

포스터 박사팀은 생쥐들이 1.5m 길이의 미로에서 움직이다 맛있는 먹이를 찾아 쉬면서 먹을 때 뇌를 촬영했다. 특히 학습과 기억을 담당하는 해마 부위의 신경세포 100여 개를 동시에 모니터했다. 연구팀은 휴식 중인 생쥐의 뇌에서 신경세포들이 먹이 탐색 동안 반응했던 순서와 반대로 활동한다는 점을 확인했다. 또 이 반응은 마치 비디오테이프의 되감기처럼 순식간에 일어났다.

포스터 박사는 “이는 생쥐들이 먹이를 찾을 수 있었던 길을 역추적하는 것”이라며 “음식의 위치를 뇌에 선명하게 새기는 과정이라 할 수 있다”고 설명했다.

이런 설명이 사람에게도 적용된다면 열심히 공부하다 잠시 차를 마시며 쉴 때가 그동안의 지식을 정리하는 데 중요할 수 있다는 뜻이다.

포스터 박사팀은 쥐가 잠자는 동안 뇌의 활동도 연구한 적이 있다. 이때는 해마 부위 세포들이 깨어 있을 때 받았던 경험을 순차적으로 ‘반복해 기억한다’는 사실을 확인했다. 이 과정 또한 낮의 활동을 확실히 기억하기 위한 활동이라는 게 연구팀의 설명이었다.

이충환 동아사이언스 기자 cosmos@donga.com