노화한 뇌는 기억을 잊는 게 아니라 뒤섞는다
Cerebral Cortex에 발표된 뇌 영상 연구에 따르면, 나이가 들면서 해마가 특정 기억을 충실히 재생하는 대신 관련 없는 경험 조각들을 넓게 꺼내와 서로 다른 범주의 항목을 혼동하는 '블렌딩' 오류가 늘어난다. 젊은 성인에서 학습-회상 시 뇌 활동 패턴 일치도가 기억 정확도를 예측했지만, 노년층에서는 오히려 범주 간 혼동 오류를 예측했으며, 이는 뇌 위축이나 주의력 차이만으로는 설명되지 않는다.
(이미지 크레딧: © Aryazu - stock.adobe.com)
핵심 요약
- 얼굴과 사물·장면을 짝지어 기억하는 정확도는 젊은 성년기 이후 급격히 떨어졌으며, 중년층과 노년층의 점수는 서로 비슷해 일직선형 감소가 아니었다.
- 젊은 성인의 정확한 기억을 돕던 뇌 활동 패턴이 노년층에서는 오히려 전혀 다른 범주의 항목을 서로 혼동하는 오류(예: 장면을 사물로 착각)와 연관됐다.
- 뇌 위축도, 주의력 차이도 노년층 뇌가 이렇게 뒤섞이고 덜 정확한 기억으로 이동하는 현상을 충분히 설명하지 못했다.
어르신이 열쇠를 특정 손주에게, 특정 방에서, 특정 날에 맡겼다고 우기면서 열쇠가 관련되었다는 사실 외에는 모든 디테일을 틀리게 말하는 상황을 생각해 보라. 이런 자신만만한 혼동은 단순한 건망증이 아닐 수 있다. 새로운 뇌 영상 연구는 노화하는 뇌에서 더 기이한 일이 벌어지고 있음을 시사한다. 기억을 제자리에 고정해야 할 시스템이 오히려 기억들을 서로 섞어버릴 수 있다는 것이다.
Cerebral Cortex에 발표된 이 연구는 18세부터 74세까지의 성인 뇌를 스캔했는데, 참가자들은 얼굴-사물 짝과 얼굴-장면 짝을 학습하고, 휴식을 취한 뒤 올바른 짝을 회상하려 했다. 연구진은 뇌의 기억 중추인 해마(hippocampus)의 활동 패턴을 세 시점에서 추적했다. 학습 중, 이후 조용한 휴식 중, 그리고 기억 테스트 자체를 하는 동안이다.
결과는 기억 상실에 대한 흔한 가정을 뒤집는다. 노화한 뇌는 단순히 기억을 더 약하게 붙잡고 있는 게 아닐 수 있다. 어떤 경우에는 잘못된 것을 너무 많이 붙잡고 있으며, 관련 없는 경험의 흩어진 조각들을 재생해 거짓 연결로 엮어낸다.
연구에서 젊은 성인은 깔끔한 패턴을 보였다. 회상 중 뇌 활동이 학습 중 뇌 활동과 가까울수록 기억 테스트 성적이 좋았다. 이것이 뇌가 해야 할 일을 하는 것이다. 하나의 특정 기억을 충실하게 재생하는 것이다. 하지만 노년층에서는 뇌 활동의 이러한 일치가 정확도를 예측하지 못하고, 대신 아주 특정한 종류의 실수를 예측했다. 얼굴에 실제로는 사물이 짝지어졌는데 장면을 연결하는 식으로, 전혀 다른 범주의 항목들을 혼동하는 것이다. 그들의 뇌는 전혀 회상하지 못하는 게 아니라 너무 광범위하게 회상하고 있었다.
과학자들이 노화 뇌와 기억을 어떻게 테스트했나
연구진은 18세에서 74세 사이 성인을 모집했으며, 스캔 중 과도한 머리 움직임 등의 문제로 일부를 제외한 뒤 최종적으로 61명의 데이터를 분석했다. 최종 그룹은 젊은 성인 17명(1830세), 중년 21명(5060세), 노년 23명(61~74세)이었다.
각 참가자는 MRI 스캐너에 누워 다단계 기억 과제를 수행했다. 먼저 눈을 감고 정지 상태로 누워 휴식 스캔을 마쳤다. 이어서 학습 단계에서 참가자는 얼굴과 사물 또는 장면의 짝을 보고, 그 사람이 그 항목과 상호작용하는 모습을 상상하라고 요청받았다. 이는 짝이 잘 기억되도록 돕는 트릭이다. 각 짝을 얼마나 잘 기억할 것 같은지 평가한 후 참가자는 스캐너 안에서 다시 휴식을 취했다. 마지막으로 기억 테스트를 받았는데, 얼굴이 표시되고 사물 2개와 장면 2개 등 네 가지 선택지가 주어지면 학습 때 실제로 짝이었던 것을 골라야 했다.
일부 오답은 아주 가까운 실수였다. 정답이 사물일 때 다른 사물을 고르는 식이었다. 반면 다른 오답은 동떨어진 것이었다. 정답이 사물인데 장면을 고르는 경우 등이었다.
뇌에서 무슨 일이 일어나는지 연구하기 위해 연구진은 세 단계 각각에서 해마의 활동 지문(fingerprint)을 만들고, 이 지문들이 얼마나 서로 일치하는지 측정했다. 학습 지문과 회상 지문이 가깝게 일치한다는 것은 뇌가 원래 기억을 재활성화한다는 의미일 수 있다. 다만 유사한 활동은 정확히 같은 기억이 재생되는 것이 아니라 유사한 사고를 반영할 수도 있다.