[독서] 효율적인 뇌 사용법- 우리의 뇌는 어떻게 배우는가

우리의 뇌는 어떻게 배우는가

   

   이 책을 읽으면서 이런 생각이 들었다. '이 책을 10년전에 알았더라면 나는 서울대를 갔을까?' 에빙하우스의 망각의 곡선에 대해서는 알고 있었지만 이번 책 '우리의 뇌는 어떻게 배우는가'를 통해서 배움에 대해 너무 많은 것을 알게 되었다. 책을 읽으면서 중요하다고 생각 되는 부분을 포스트잇으로 표시를 해 뒀는데 너무 거의 매 페이지 마다 표시를 한 것 같다. 

책의 구성은 총 3부로 나눠 져있다. 1부 배움이란 무엇인가?, 2부 우리의 뇌가 배우는 법, 3부 배움의 네기둥

 

  1부에서는 배움이란 무엇인지에 대해서 이야기를 해주고 있다. 우리가 내부의 모델을 만들고 외부의 모델과 조정하는 과정이라한다. 설명과 함께 인공지능이 학습하는 학습 알고리즘을 설명해주고 있다.

 

  지금까지 인공지능은 단순히 통계학자들이 높은 확률을 맞추기 위해서 통계적으로 학습 알고리즘을 만든다고 생각을 했는데 그게 아니였다. 인간이 어떻게 배우는지를 생각하면서 그를 최대한 표방하며 학습 알고리즘을 만들고 있었던 것었다. 

 

 2부에서는 우리의 뇌가 배우는 법에 대해서 설명하고 있는데 흥미로운 사실이 많이 있었다. 아기의 뇌는 백지 상태가 아니고 이미 수백만년동안 축적된 데이터를 바탕으로 뇌가 형성되어 있다는 것이다. 그리고 기본적인 개념에 대해서는 이미 알고 있다는 사실을 연구자료를 바탕으로 설명해주고 있어 무척 흥미롭게 읽어 내려갔다. 

 

그리고 3부는 배움의 네 기둥에 대해서 설명 해주고 있는데 이 책에서 가장 중요한 부분이고 필자 또한 무릎을 탁탁 치면서 읽어 내려갔다. 3부에서는 주의, 적극적 참여, 에러 피드백, 통합이 배움의 네 기둥이라 설명하고 있다. 

 

주의 

 인지과학에서 '주의'란 뇌가 정보를 선택하고 확대하고 내보내고 처리하는 그 모든 메커니즘을 가리킨다. p234

배움에 있어서 주의 단계가 시작이라 보면 될것같다. 우리가 무언가를 배우기 위해서는 호기심이 생겨야하고 그것이 곧 주의가 된다. 주의는 성공적인 배움의 필수 요소 인것이다. 

책에서는 이 주의가 경계, 정향, 집행으로 나뉘는데 

 경계는 언제 주의 해야하는지를 알려준다. 이 시스템은 상황상 필요할 경우 몸 전체를 움직일 준비를 하라는 경고 신호를 보낸다. 강력한 감정이 우리를 집어삼키려 할 때, 하부 피질 신경세포 전체가 즉각 뇌 피질 전체의 각성과 경계를 촉구한다. 

 

 정향은 우리가 무엇에 주의를 두어야 하는지를 결정 짓는다. 우리한테 쏟아져 들어오는 수많은 자극들 가운데 시급하거나 위험하거나 매혹적이거나 단순히 현재 목표에 부합되어 우리의 정신적 자원을 할당해야 할 자극을 선택하는 것이다. 

 

 집행은 주의에 둔 정보를 어떻게 처리할 것인지를 결정한다. 중앙집행 이라고도 불리는 집행 제어 시스템은 그야말로 잡탕 회로들로 우리가 어떤 행동 방침을 선택해 계속 밀고 나갈 수 있게 해 준다. 

 

  호기심이 이래서 중요하다고 생각한다. 호기심이 결국 주의을 이끌어주는데 호기심이 없으면 아예 배움의 시작을 못하게 되서 어릴때 부터 호기심을 강조 하지 않았나 생각한다. 

 지금까지는 호기심이 이렇게 중요하고 배움이랑 연결되어 있다고 느끼지 못했다. 그냥 호기심을 가져라고 했지만 호기심이 왜 필요한지에 대해서는 호기심을 가진적이 없었다. 하지만 이번 독서를 통해 알게되었다. 호기심이 배움의 시작이라는 것을

 

적극적 참여

자신이 예측한 것들을 실제 감각을 통해 받아들인 것들과 비교함으로써 직접 검증한다. 이런 알고리즘은 결국 적극적으로 참여하며 관심을 갖는 자세를 뜻한다. p276

우리는 너 나 할 것 없이 전부 음성 언어보다는 그림을 더 잘 기억하며, 또 정보가 시각과 청각 모두에 전달될 때, 즉 시청각적 경험을 할 때 더 잘 기억한다. 이 역시 모든 아이들에게 해당되는 얘기이다.p287

 저자는 수동적인 자세는 배우지 못한다고 한다. 자신이 세운 가설을 적극적참여를 통하여 검증을 해야 인간은 배울 수 있는 것이다. 그래서 동기부여가 필수 라고한다.

 

  그래서 도파민 회로가 물질적 보상에만 반응하는게 아니라 새로운 정보에도 반응을 한다고 한다. 어쩐지 알고 싶다는 호기심이 생기고 그걸 알게 되면 까스 활명수를 마신거 마냥 왠지 속이 시원 했는데 그게 나의 뇌에서 도파민을 분비해서 나를 배우게 만들기 위함이었던 것이었다. 

 

  확실히 적극적으로 참여하는 것은 배우는 느낌이 다르다. 고등학교 때 인강을 엄청 많이 들었다. 근데 그 인강은 적극적 참여가 될 수 없었다. 분명 인강 강사들은 엄청 잘 가르쳐 주는 것같은데 뒤돌아서고 나면 기억에 남는 것이 없었다. 확실히 현장에서 수업을 들으면 내가 직접거기에 참여하고 있고 모르는 문제에 대해서 즉각적으로 질문을 던지거나 나의 이해하지 못한 표정으로 선생님과 모종의 대화를 할 수 있었는데 인강은 그렇게 되지 못했다. 적극적 참여가 부족했던 것이다. 

 

에러 피드백 

뇌는 자신이 예측하는 것과 실제 받아들이는 것 사이에서 괴리를 인지할 때만 배우기 시작한다. 그리고 그 어떤 배움도 에러 신호 없이는 가능하지 않다. 그리고 생명체들은 자신의 예상과 다른 일이 일어날 때만 배운다. p309

이 새로운 정보는 내가 예측한 것(맞을 확률 50퍼센트)과 내가 이제 알게 된 것(옳은 답이라는 걸 100퍼센트 확신)간의 차이를 측정해 줄 에러 시그널을 만든다. 뇌 안에서 이 에러 신호는 사방으로 퍼지면서 지식을 업데이트~ p313

  시험을 치고 나면 운좋게 잘 찍어서 정답을 맞힌 것에 대해서는 항상 찝찝함을 가지고 있었다. '제대로 알지 못하는데 단지 운이 좋아 맞았다.'라고 생각을 했는데 이제 그 순간 지식을 업데이트 했다는 것을 알게 되었다. 정답을 메기는 것 또한 나의 에러 시그널들을 불러 일으켜 업데이트 하는 과정이라는걸 알았다. 

 

 지금까지 무조건 의자에 앉아서 머리에 새겨질 때 까지 외우고 손으로 쓰고, 입으로 말해 보면서 공부를 했는데 그것 보다 중요한것이 에러 피드백이었다. 

테스트할 기회가 많았던 학생들이 더 많은 단어를 외웠다.p329

  테스트가 이 정도로 중요한지 몰랐다. 단지 테스트는 마지막 점검이라고 생각했는데 그게 아니였다. 이 글을 쓰면서 갑자기 대학교 때 교수님이 생각이 났다. 그 교수님은 항상 매주 수업 시작전에 15분 정도 지난 번에 배웠던 내용에 대해서 간단하게 쪽지시험을 치셨다. 그래서 그런지 그 수업은 시험 기간에도 시험 준비를 다른 과목들 보다 덜 어려웠다라는 느낌이 있다. 

 

  테스트가 중요하다가 했지만 사실상 잘 와닿지 않았다. 학습 중간 중간 테스트를 통해서 즉각적인 피드백으로 학습효과를 극대화 할 수 있다는 것을 이제 알게 되었다. 이 사실을 알게 된 것만으로도 이 책의 값어치는 다 하지 않았나 생각한다. 

 

왜? 먼저 생각을 해야 해서 피드백을 받기전에 그 단어의 의미를 기억하려 애쓰기 때문이다. 다시 강조하지만, 에러 후의 적극적 참여는 학습 효과를 극대화 시킨다. p329

정보응 장기 기억 안에 저장하려면, 내내 공부만 해선 안되며, 공부한 뒤 스스로 테스트해보아햐 한다. p330

같은 학습이 두 번 반복될때 가장 효과적인 시간 간격은 어느 정도일가? 관찰 결과에 따르면, 시간 간격이 24시간 정도 될때 가장 학습 효과가 좋다. p333

통합

통합 과정이 꼭 필요한 것은 우리의 소중한 뇌 자원들을 다른 목적들에 활용할 수 있기 때문이다. p342

자정에 배운 것들은 시간이 지나도 안정된 상태로 남아 있다.(학생들이 적어도 두 시간은 잠을 잔다는 전제 하에서). 다시 말해 수면이 망각을 막아 주는 것이다. p344

밤에 일어나는 재활성화 덕에, 우리의 삶에서 단 한 번 있었고 그래서 우리의 일화 기억에 단 한 번 기록된 일도 밤에 수백 번 재연된다. p348

 수면의 중요성은 알고 있었다. 수면이 반응 속도, 인지능력 등등 여러 범위에 영향을 준다는 것을 알고 있었지만 배움에도 영향을 주는 지는 알지 못했다. 어디서 읽었는지 기억은 나지 않지만 수면이 낮에 학습한 것에 대해서 다른 뉴런들과 연결을 해준다고 읽었던 적이 있다. 그게 어떤 의미 인지 몰랐다. 그냥 받아 드렸다. 

 하지만 우리 수면을 취하고 있을 때 우리의 두뇌가 수십번 수백번 반복한다니... 정말 뇌를 알면 알수록 대단한것 같다. 인공지능은 이런 데이터를 직접하나 하나 모아 학습알고리즘으로 데이터를 주입 시켜 줘야하지만 인간의 뇌는 소량의 데이터로 수십번 수백번 반복하며 학습을 하니 신기하고 흥미로울 따름이다. 

 

배움의 관점에서 수면은 화룡점정이다. 아무리 주의, 적극적 참여, 에러 피드백을 하여도 수면으로 통합과정이 일어나지 않으면 안된다. 그 만큼 수면이 중요하다는 것을 다시 한번 더 머리에 새기게 되었다. 

 

우리의 뇌 속에서 낮의 생각들은 수백 배 빠른 속도로 재활성화되며, 그래서 우리의 뇌 피질이 일리 있는 어떤 원칙을 발견할 가능성 또한 배가 된다. p354

또한 잠은 모든 학습 알고리즘들이 직면하고 있는 한 가지 문제, 즉 훈련에 필요한 데이터 부족 문제를 해결해 주고 있는 듯 하다. p355

 

    너무 재미있는 책이고 정말 좋은 책이다. 모든 사람이 다 읽어 봤으면 좋겠다. 이 책을 읽고 나도 모르게 공부에 대한 자신감이 생긴다. 어떻게 학습해야 효율적으로 할 수 있는지 알게 되었다. 어떤 식으로 나의 뇌가 학습하는지 알게 되니 어떠한 방법을 취해야할 지 감이 잡히는 듯 하다. 

 

  이렇게 좋은 책을 '10년 전에 읽었더라면 서울대를 가지 않았을까?' 라 생각하지만 10년 뒤에 이 책을 읽지 않고 지금 현재 읽었다는 것에 감사하다. 이 책을 읽은 지금 이 시점으로 부터 10년 뒤에는 아마 10년전에 이 책을 읽은 나에게 고마워 할 거라 생각한다. 

 

ps. 어휘 습득을 위해 우리 성인의 뇌는 평생 동안 계속 일정 수준으로 아이와 같은 가소성을 유지한다고 한다. 어휘 회로는 민감기를 타지 않는지에 대한 이유에 대해서는 아직 밝혀진 바가 없지만, 영어를 더 잘 할 수 있는 문이 활짝 열렸다.