학습능력을 좌우하는 <작업기억>의 비밀

작업기억이란?

요즘 작업기억이란 말이 자주 신문이나 방송에 오르내리고 있다. 작업기억은 영어의 working memory를 번역한 말로 미국의 심리학자인 Baddeley가 기억에 관한 새로운 이론에서 일반화시킨 개념이다. 그 때까지 기억에 대한 일반적인 이론이었던 이중기억이론(dual memory theory)에서는 기억이 단기기억과 장기기억으로 이루어져 있으며 단기기억은 외부에서 주어지거나 장기기억에서 떠올린 정보를 잠시 저장하는 기능을 하는 기억 저장소이고, 장기기억은 단기기억에서 암송이나 의미적 체제화에 의해 전이된 정보를 아주 오래 기억하는 기억 저장소로 보았다.

우리가 자주 듣는 “magic number seven"이란 말은 단기기억에 일시적으로 저장될 수 있는 정보의 개수가 7±2개이며 이 숫자가 문화나 연령이 무관하게 비슷하기 때문에 붙여진 말이다. 머리에 떠올려진 정보를 유지하고 있다는 측면에서 단기기억은 인간이 뭔가를 생각하는 동안에 작동하는 ”의식(consciousness)"과 같은 것으로 볼 수 있다.

그러나 Baddeley는 이중기억이론에서 말하는 단기기억의 개념이 이러한 인간의 의식을 나타내기에는 너무 단순하다고 생각하고 다양한 연구를 통해서 단기기억을 대신하여 인간의 의식을 나타내는 작업기억의 개념을 제안하였다.

 

작업기억의 구성요소 3가지

작업기억은 음운루프, 시공간-메모장, 중앙관리자라는 세 가지 구조로 이루어져 있다. 음운루프는 소리에 기초한 정보를 유지하고 조작하는 곳으로 우리가 말을 하거나 책을 읽을 때 작용하는데 책을 읽는 동안 단어에 대한 정보는 그림으로 저장되지 않고 음성으로 전환되어 음운루프에 저장된다.

또한 시공간-메모장은 시각정보와 공간정보를 저장하는 곳으로 우리가 무엇인가를 보았거나 누군가의 얼굴을 떠올렸을 때 그것에 대한 정보가 저장되는 곳이다.

음운루프나 시공간-메모장은 단기기억과 마찬가지로 정보를 저장하는 기능을 가지고 있는데 비해 중앙관리자는 주의를 음운루프나 시공간-메모장에 할당하거나 장기기억에서 정보를 탐색하고 탐색된 정보와 새로운 정보를 통합하는 등 다양한 기능을 하며 이러한 기능이 정상적으로 이루어지지 못하면 ADHD와 같은 주의결함장애를 보이게 되어 정상적인 학습이 이루어지지 못한다.

작업기억이 학습에 미치는 영향

작업기억 능력은 집중력과 밀접한 관련이 있다. 작업기억 능력이란 뇌가 여러 정보를 머릿속에 동시에 입력하여 처리하는 능력을 말하며 이것은 메모리가 클수록 컴퓨터가 여러 일을 동시에 빠르게 처리할 수 있는 것과 비슷하다.

미국 오리건대학의 Bogel 교수는 학생들에게 컴퓨터 모니터에서 틀린 그림 찾기를 시키면서 가끔 컴퓨터 화면에 0.05초 길이의 섬광이 나타나도록 하고 학생들의 뇌파를 측정했다. 그 결과 섬광에 방해 받아 일을 잘 못하는 학생들보다 맡은 일을 잘해낸 학생들은 작업기억 용량이 커 동시에 여러 일을 할 수 있으며 대부분 수학과 제2외국어에서 좋은 성적을 보였다.

또한 모든 공부의 핵심은 글을 읽고 이해하는 독해능력에 있다고 할 수 있으며 독해능력의 기초가 되는 것이 작업기억 능력이다. 글을 읽고 이해하는 과정은 단어의 뜻을 파악하여 문장 전체의 의미를 이해하는 과정부터 각 문단의 핵심어와 글의 구조를 파악하여 전체 글의 주제를 이해하는 과정까지 아주 복잡한 처리과정이 포함되어 있으며 이러한 처리과정은 작업기억에서 이루어진다.

작업기억 능력이 떨어지면 앞에서 읽었던 내용을 기억하지 못하여 같은 내용을 반복해서 읽어야 하므로 읽는 속도가 떨어지고 글의 내용을 부분적으로 이해하였다고 하더라도 글 전체의 구조를 파악하지 못하기 때문에 글의 주제를 제대로 파악하지 못하는 등의 문제를 경험하게 된다. 그러므로 작업기억은 공부에서 필수적인 능력이라고 할 수 있다.

 

작업기억 능력은 훈련을 통해 향상될 수 있을까?

몇 년 전 KBS [스펀지] ‘공부 잘하는 법’에서도 작업기억에 관한 재미있는 시험을 방영했다. 서울대생과 비서울대생 100명에게 7개의 숫자를 30초 동안 외우고 거꾸로 대답하게 하여 작업기억의 폭을 테스트한 것이다. 이 실험에서 서울대생들은 모두 통과했으나 비서울대생들은 대부분 통과하지 못했다. 그런데 이 학생들 중 일부를 2주 동안 작업기억 훈련을 시키고 다시 테스트했더니 처음보다 40등 이상 점수가 향상된 것이다.

결국 이 실험에서 알 수 있는 것은 공부를 잘하는 사람은 일반적으로 작업기억의 폭이 크며, 그 폭은 훈련을 통해 확장될 수 있음을 보여준 것이다.

또 Jaeggi, Buschkuehl, Jonides, 및 Perrig는 “워킹메모리 훈련을 통한 유동성 지능(fluid intelligence)의 향상”라는 논문에서 다음의 그림과 같이 작업기억에 부하를 주는 컴퓨터 프로그램이 지능향상에 큰 도움이 되었다는 점을 보고하였다.

그렇다면 어떻게 작업기억의 성능을 향상 시킬 수 있을까? 바로 [의미단위 읽기] 훈련이 그 답이 될 수 있다. 글을 의미단위 덩이로 읽으려면 작업기억이 극도로 활성화되어 있어야 하기 때문이다. 바꿔 말하면 의미단위 훈련을 통해서 작업기억이 확장될 수 있는 것이다.   

의미단위 읽기란??