美 예일대 심리학과 교수팀 연구
12개월부터 기억 저장 능력 생겨
뇌에 남아있지만 떠올릴 순 없어

생후 12개월이 넘은 아기는 자신이 본 것을 뇌에 저장하는 능력이 생기기 시작한다. 게티이미지코리아

사람은 5세 이전에 겪은 일들을 거의 기억하지 못한다. 유아기 때 경험을 기억하지 못하는 현상을 ‘유아기 기억상실증’이라고 한다. 유아기 기억상실증은 당시의 기억이 머릿속에 저장되지 않았기 때문으로 여겨졌지만 실제로는 기억이 저장됐지만 꺼내지 못하기 때문이라는 연구 결과가 나왔다.

니컬러스 터크브라운 미국 예일대 심리학과 교수 연구팀은 기능적 자기공명영상(fMRI)을 이용해 유아의 뇌를 스캔한 뒤 생후 12개월 이후 기억이 저장된다는 점을 확인하고 연구 결과를 21일 국제학술지 ‘사이언스’에 발표했다.

유아기는 뇌가 외부 자극에 민감하게 반응하는 시기로 극적인 학습 효과가 나타난다. 유아기의 ‘일화 기억’(경험한 기억)은 아동기에서 성인기를 거치며 사라진다. 기억의 형성, 강화, 저장, 회상 등의 단계 중 어느 단계에서 과거의 기억이 사라지는지는 아직 불확실하다.

게다가 유아기에는 기억 저장 자체가 잘 안 될 것이라는 게 가장 일반적인 가설이다. 유아기에는 뇌에서 기억과 학습을 관장하는 영역인 해마가 아직 덜 성숙해 일화 기억이 기억으로 저장되기 위해 암호화되는 데 어려움이 있을 것이라는 분석이다.

연구팀은 이 같은 가설은 동물을 대상으로 한 선행 연구와 배치된다는 점에서 오류가 있다고 보았다. 아일랜드 더블린 트리니티 칼리지 연구팀이 2023년 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표한 쥐를 대상으로 한 연구에서는 유아기에 해당하는 쥐의 해마에 기억 흔적인 ‘엔그램’이 형성된다는 점이 확인됐기 때문이다.

이 연구에선 미로에서 탈출구를 찾는 훈련을 받은 새끼 쥐는 탈출구 위치가 어디인지 학습한 경험이 엔그램으로 남은 사실이 확인됐다. 하지만 성체가 된 쥐는 탈출구의 위치를 잊어버렸다. 과학자들이 엔그램이 남은 뇌 영역의 세포들을 활성화하자 성체 쥐는 다시 탈출구를 찾아냈다. 유아기 기억이 사라진 것이 아니라 저장돼 있지만 특정한 자극 없이는 활성화되지 않는다는 의미다.

연구팀은 인간을 대상으로도 유아기 때 기억이 해마에 남는지 살폈다. 연구팀은 우선 유아기의 인간 또한 일화 기억을 저장할 수 있다는 증거들에 주목했다. 유아가 다른 사람을 관찰한 후 시간차를 두고 모방 행동을 보인다는 점, 특정 대상을 더 선호하는 경향이 있다는 점 등이 일화 기억을 저장할 수 있다는 증거다.

연구팀은 fMRI로 유아의 뇌를 스캔해 생후 12개월이 되면 일화 기억을 저장할 수 있는 능력을 어느 정도 갖추게 된다는 점을 실험을 통해 확인했다. 전에 본 적이 없는 새로운 사진을 보여줬을 때 유아의 해마 활동이 증가한 것이다. 연구팀은 기억을 암호화하는 능력이 유아기에 존재한다는 의미라고 해석했다.

연구팀은 인간은 적어도 생후 12개월 이후에는 이미 기억을 저장할 수 있는 능력을 갖고 있으며 쥐를 대상으로 한 선행 연구를 토대로 기억은 사라지지 않고 뇌의 특정 영역에 남아 있을 것으로 추정했다. 사람이 유아기를 기억하지 못하는 것은 기억이 저장돼 있지 않기 때문이 아니라 다시 불러낼 수 없기 때문일 가능성이 크다는 것이다.

유아기의 해마가 할 수 있는 역할이 사물과 같은 단순 정보를 기억하는 데 그치는지, 사건의 맥락과 관계 등 좀 더 복잡한 정보까지 저장할 수 있는지는 아직 알 수 없다. 연구팀은 “기억이 어떻게 형성되고 유지되는지, 또 왜 나이가 들면 유아기 기억을 끄집어낼 수 없는지 알아내기 위한 장기적인 추가 연구가 필요하다”고 말했다.

문세영 동아사이언스 기자 moon09@donga.com

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