[서평] 10대의 뇌, 인간의 뇌는 어떻게 성장하는가
[서평] 10대의 뇌, 인간의 뇌는 어떻게 성장하는가
  • 김민성 미래한국 기자
  • 승인 2019.02.10 08:52
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‘10대teenager’라는 단어가 처음 등장한 건 1941년에 발간된 어느 잡지에서였다. 그것도 지나가듯 잠깐 언급되었을 뿐이다. 밭에 씨를 뿌리고, 장작을 쪼개고, 공장이 운영되는 데 일손이 필요했기 때문에 19세기까지도 아동은 작은 성인으로 취급받았다. 영화 <이유 없는 반항>의 제임스 딘과 소설 『호밀밭의 파수꾼』의 홀든 콜필드 같은 인물의 정서를 공유하는 10대 문화가 존중받게 된 것은 제2차 세계대전 이후부터였다. 

오랫동안 과학자들은 청소년의 뇌가 성인의 뇌와 다르지 않다고 믿었다. 하지만 신경학과 신경과학에서는 10대가 뇌 성장에 대단히 중요한 시기이며, 이때 결정적인 변화가 일어난다는 사실을 지난 10년 동안 밝혀냈다.

그 최전선에 있는 학자가 바로 『10대의 뇌THE TEENAGE BRAIN』의 저자인 프랜시스 젠슨 박사다. 펜실베이니아대 의과대학 신경학과 교수 겸 학과장인 프랜시스 젠슨은 신생아에서 성인에 이르기까지 인간의 뇌 발달을 연구해왔다. 지금까지 하버드대 의과대학 신경학과 교수, 보스턴 어린이 병원의 중개신경과학 책임자 겸 간질 연구 책임자, 브리검 여성병원의 수석 신경학자로 일하며 신경과학자로서 세계적인 명성을 얻었다. 동시에 학교, 공공기관, TEDMED 등에서 다양한 사람들을 대상으로 강연을 이어오며 10대의 뇌에 대한 이해의 저변을 넓혔다. 
 

이러한 뇌과학의 이해와 신경학의 임상 경험을 기반으로 젠슨은『10대의 뇌』에서 총 15장에 걸쳐 인간의 뇌가 어떤 발달 과정을 거치는지, 10대가 된다는 것이 뇌과학적으로 어떤 의미인지, 10대가 반항하고 욕망하고 좌절과 고민에 휩싸일 때 그들의 뇌에서 무슨 일이 벌어지는지, 그리고 그들은 왜 그런 행동을 할 수밖에 없는지를 학습, 수면, 흡연, 음주, 스트레스, 스마트폰, 성별 등의 이슈들을 중심으로 소개한다. 또한 10대에 대해 흔히들 믿고 있는 미신과도 같은 오해를 바로잡고 부모와 10대에게 실용적인 충고가 되어줄 통찰을 전한다. 

10대의 뇌를 이해하기 위한 가장 주목받는 대중서라는 이유로 “뇌 발달에서 대단히 중요한 단계에 있는, 고유의 취약함과 놀라운 강인함으로 가득한 10대라는 시기를 되돌아보게 하는 책이자 10대를 이해하기 위한 일종의 교과서, 혹은 커닝페이퍼_《가디언》”, “대기만성형 우리 아이를 이해하기 위한 뇌과학. 지금의 10대들은 이 책으로 혜택을 볼 최초의 세대다_《허핑턴 포스트》”와 같은 수많은 언론의 찬사가 쏟아졌고, 뉴욕타임스 베스트셀러에 오르며 지금까지도 꾸준히 독자들의 사랑을 받고 있다. 이 책은 영국, 프랑스, 독일, 스웨덴, 중국, 일본 등 전 세계 20여 개국에 소개되며 10대의 뇌에 관한 바이블로 자리 잡았다. 

혼자서 아들 둘을 키우며 신경과학자, 임상의, 연구자로 일하는 싱글맘이자 워킹맘 프랜시스 젠슨은 어느 순간 10대에 접어든 자녀들의 변덕스러운 행동이 점점 통제하기 힘든 수준에 이르렀음을 인식한다. 그러고 나서 둘러보니 10대의 심리학과 양육방법에 관한 책은 많이 있지만 청소년기 혼란의 근원인 뉴런과 대뇌의 연결에 대해서는 제대로 설명한 책이 없음을 알게 됐다. 그래서 신경과학자로서, 엄마로서 10대의 뇌에 대한 강연을 시작했고, 부모와 교사, 그리고 10대들로부터 열광적인 반응을 얻었다. 젠슨은 이에 용기를 얻어 10대의 뇌에 관한 이야기를 책으로 선보이기로 결심한다. 

미국국립보건원에서는 생애 첫 21년 동안 뇌 영역이 서로를 어떻게 활성화시키는지 조사하는 중요한 연구를 10년에 걸쳐 진행했다. 이 실험을 통해 놀라운 사실이 밝혀졌다. 뇌의 연결성은 뇌 뒤쪽에서 앞쪽으로 천천히 이동한다는 것이다. 마지막으로 연결이 일어나는 부위는 이마엽(전두엽)이었다. 이마엽은 통찰, 판단, 추상적 사고, 계획 등의 능력이 생겨나는 자리다. 이마엽은 자기인식의 근원이자, 위험과 위험 요인을 평가하는 능력의 근원이다. 사실 10대의 뇌는 80% 정도밖에 성숙되지 않은 상태다. 배선이 제일 성긴 상태인 이 나머지 20%의 간극은 대단히 중요한 부분으로, 10대들이 감정의 기복이 심하고, 화를 잘 내고, 충동적이고, 쉽게 감정이 폭발하고, 잘 집중하지 못하고, 시작한 일을 끝까지 마무리하지 못하고, 어른들과 관계를 잘 맺지 못하고, 담배나 알코올의 유혹에 쉽게 빠지고, 위험한 행동에 참여하는 등의 당혹스러운 모습을 보이는 이유를 상당 부분 설명해준다. 

아이들이 앞, 뒤, 옆 고려하지 않고, 부모의 말을 귓등으로 들은 채 자기중심적으로 행동하는 이유도 여기에 있다. 뇌에는 긍정적인 정보를 처리하는 뇌 영역이 더 많으며, 부정적인 정보를 처리하는 영역은 10대들이 늦게 발달되는 영역인 앞아마겉질에 더 집중되어 있다. 바꿔 말하면 청소년은 성인보다 부정적인 정보를 처리하는 능력이 떨어지기 때문에 위험한 일에 뛰어드는 성향이 크고, 거기에 뒤따르는 실수나 사고로부터 교훈을 배우는 능력도 떨어지는 것이다. 

책 전반에 걸쳐 젠슨은 10대들이 외계인이 아니라 다만 제대로 이해되지 못한 존재일 뿐임을 강조하며, 아이들조차 자신의 변덕스러운 도구인 뇌 때문에 어리둥절해 있음을 알아야 한다고 말한다. 이것을 아이들이 부모에게 얘기하지 않는 이유는 그들도 그런 혼란을 파악할 능력이 아직 없기 때문이다. 이런 사실을 우리는 먼저 알아채고 이해의 폭을 넓혀야 한다. 젠슨의 ‘전직 10대’ 두 아들의 현재를 간단히 소개하자면, 첫째 아들 앤드루는 양자물리학 학위를 받아 웨슬리안대를 졸업했고, 박사 과정을 밟고 있다. 둘째 아들 윌은 하버드대를 졸업해서 뉴욕에서 경영자문직을 얻었다. 그렇다. 당신과 당신의 10대 자녀는 이 험난한 청소년기에서 살아남을 수 있다. 

물론 10대들의 뇌는 학습 효율이 정점을 달리고 있지만 주의력, 자제력, 과제 완수, 감정 등을 비롯한 다른 부분에 있어서는 효율적이지 못하다는 점을 기억해야 한다. “엄마, 나는 음악 들으면서 공부하는 게 더 집중이 잘 돼”라고 말하는 아이들의 말을 믿어도 될까? 정말 10대들은 성인보다 다중작업(멀티태스킹)에 능할까? 대부분의 10대는 자신이 다중작업을 잘한다고 믿으며, 그 덕에 더 많은 것을 이룰 수 있다고 생각한다.

반면 연구 결과를 보면 다중작업은 청소년의 학습에 지장을 초래한다는 것을 확인할 수 있다. 다중작업을 할 경우 10대가 과제를 마무리하는 데 25~400% 정도의 시간이 더 걸린다. 그렇다면 10대들은 왜 다중작업이 도움이 된다고 생각할까? 한 설문 조사에서 연구자들은 텔레비전을 시청하면서 보고서를 읽는 학생들은 텔레비전을 시청하지 않으며 읽은 학생보다 더 큰 만족을 느낀다고 했다. 오하이오주립대 왕정 박사는 다음과 같이 설명한다. “이들이 만족을 느끼는 이유는 공부가 효과적이었기 때문이 아니라 텔레비전 시청을 덧붙이는 바람에 공부가 즐거워졌기 때문이다. 활동을 결합했기 때문에 좋은 기분을 느낀 것이다.” 다중작업이 주는 정서적인 만족이 학습 효율을 높이는 기분을 들게 하는 것이다. 

과학자들은 다중작업이 학습에 방해가 될 뿐 아니라 코르티솔과 아드레날린 같은 스트레스 호르몬의 분비도 재촉할 수 있다고 말한다. 코르티솔 수치가 만성적으로 높으면 공격성과 충동성이 증가하고, 단기기억 손실이 일어나고, 심혈관 질환도 발생할 수 있다. 바꿔 말하면 다중작업은 우리를 서서히 약화시키고, 혼란과 피로를 야기하고, 유연성을 잃게 만든다. 우리가 다중작업을 계속하는 이유는 대부분 습관 때문이다. 그리고 청소년의 습관은 특히나 깨기가 어렵다. 일단 10대들이 다중작업에 익숙해지면 지속할 가능성이 높은 것도 이 때문이다. 

뇌는 우리 몸에서 제일 늦게 성숙하는 기관이다. 뇌는 사실상 특정 경험을 통해 모양을 잡아나간다. 신경과학에서는 스스로 모양을 잡아나가는 뇌의 독특한 능력을 ‘가소성’이라고 한다. 하버드대 데이비드 허블과 토르스텐 비셀에 의해 사용되기 시작한 용어인 신경가소성 이론에 따르면 생각, 계획, 학습, 행동, 모든 것이 뇌의 물리적 구조와 기능적 조직에 영향을 미친다고 한다. 뇌가 발달하는 기간 동안에 어떤 유형의 단서와 자극을 받느냐에 따라 그 이후의 삶에서 뇌의 작동 방식이 실제로 달라진다는 것이다. 

저자 또한 두 아들과 함께 가소성 실험을 해보았다. 키우는 아기 고양이 질Jill을 안을 때마다 발을 마사지해서 고양이가 발을 더 잘 사용할 수 있게 될지 살펴보는 것이었다. 아니나 다를까, 질은 저자가 키웠던 어느 고양이보다도 발을 많이 사용하기 시작했다. 질은 대부분의 고양이가 시도하지 않는 방식으로 발을 이용했다. 아주 ‘발 중심적인’ 고양이가 된 것이다.

지켜보다 보니 저자는 이 고양이가 뭔가를 할 때 거의 항상 왼발을 이용한다는 사실을 깨달았다. 질은 왼발잡이 고양이였던 것이다. 저자와 두 아들은 모두 오른손잡이기 때문에 질의 오른발보다는 왼발을 자극해줄 때가 훨씬 많았기 때문에 이런 결과가 나왔다. 만약 질의 뇌를 들여다볼 수 있었다면 발, 특히 왼발에 할당된 뇌 영역이 보통 고양이보다 훨씬 더 컸을 것이다. 살아가는 동안의 경험을 바탕으로 뇌 공간이 재할당되는 이런 현상은 사람에게도 똑같이 일어난다. 우리는 이런 인생의 시기를 결정적 시기라고 한다. 이때는 양육 방식nurture, 즉 교육이 천성nature을 바꾸어놓을 수 있다. 

한 사람의 부모로서 자신의 10대 자녀가 지금처럼 행동하는 이유를 아는 것은 부모 자신의 균형 감각을 유지하는 일환이기도 하며, 육아의 좌절과 분노를 낮춰주는 역할을 해서 부모가 자녀와 항상 원만한 관계를 유지하고 소원해지지 않게 해준다. 사실 아이의 10대 시절은 참고 견뎌야 할 고통의 시간이 아니라 자녀에게 놀라운 변화가 일어나고 있는 일임을 잊지 말아야 한다. 자녀들이 평생에 걸쳐 사용할 뇌의 기틀을 잡아주는 잠깐 동안의 기회인 것이다. 

자주 늦잠을 자는 통에 매일 아침마다 등교 전쟁을 벌이는 것도 그저 아이들의 의지 부족이 아니라 해당 기능을 수행하는 뇌가 어른에 비해 덜 발달되었기 때문이다. 대략 만 10~12세부터는 생물학적 시계가 늦춰지면서 저녁 7시나 8시 무렵에 활기가 돈다. 그래서 밤 9~10시 정도에는 ‘잠이 없는’ 시간대가 만들어진다. 그런데 이때가 바로 부모들이 살짝 졸리기 시작할 때다. 잠을 유도하는데 결정적인 역할을 하는 호르몬인 멜라토닌이 청소년의 뇌에서는 성인의 경우보다 밤에 2시간 정도 늦게 분비되는 이유에서다. 게다가 청소년은 이 호르몬이 머무는 시간도 더 길다. 아침에 10대 자녀를 깨우기가 그리 힘든 이유도 이것 때문이다. 반면 어른들은 깨어날 때 몸 안에 멜라토닌이 거의 없기 때문에 청소년들처럼 졸리지 않다. 이러한 이해가 사회적으로 부족하기 때문에 여전히 등교시간은 10대들의 수면 패턴과 맞지 않는 이른 아침이다. 그래서 아이들은 늘 만성적인 수면 박탈 상태에 있다. 

그렇다면 수면이 정말 학습 능력과 연관이 있을까. 잠은 우리의 경험을 회상하게 해줄 뿐만 아니라 그날 배웠던 것을 모두 기억할 수 있게 해주는 접착제 역할을 한다. 기억과 학습 내용은 잠을 자는 동안에 응고화되기 때문에 청소년들에게 잠은 공기나 음식처럼 건강에 필수적이다. 하버드의대와 캐나다 트렌트대에서 고등학생을 대상으로 진행한 실험에서는 기억응고화가 잠을 자는 동안 두 단계로 일어난다는 것을 발견했다. 서파수면과 렘수면 단계인데, 10대의 수면 주기 초반에는 뇌가 서파수면 단계로 들어간다. 서파수면은 가장 깊은 잠을 자는 상태다. 수면 주기 후반에 일어나는 렘수면 동안에는 뇌가 일종의 쇼를 보여준다. 뇌는 학습한 정보를 꿈을 통해 재연하고 뇌의 기억 영역에 저장할 수 있도록 정보를 더욱 응고화한다. 공부한 내용을 기억으로 변환시킬 시간을 잠을 자는 동안 뇌에게 주는 셈이다. 그렇기에 잠들기 전 시간이 뇌에게는 새로운 것을 쉽게 학습할 수 있는 시간이고, 학습 내용을 머릿속에 담고 잠을 자면 그 효과가 더 뛰어나다. 10대가 시험 전날에 바로 잠을 잘 게 아니라 시험공부를 하다가 자야 하는 이유가 여기에 있다. 

10대들의 수면 부족 연구를 통해 알 수 있는 한 가지 놀라운 점은 이것이 흡연 증가로 이어질 수 있다는 점이다. 더 놀라운 부분은 흡연이 주의력결핍 과잉행동장애나 기억 손실 등의 다양한 인지장애와 행동장애를 일으킬 수 있고, 10대의 IQ 저하를 촉발한다. 게다가 10대가 흡연을 많이 할수록 앞이마겉질의 활동이 줄어드는데, 앞이마겉질의 발달이 빈약하거나 발달에 문제가 생기면 10대의 의사결정 능력이 떨어지는 결과를 가져온다. 

또한 청소년기에 흡연을 시작하는 사람은 음주를 시작할 가능성 또한 3배나 높은데, 니코틴을 장기간 걸쳐 섭취하면 알코올에 대한 내성이 증가하는 것으로 밝혀졌다. 즉, 똑같은 취기를 느끼려고 해도 더 많은 알코올을 섭취해야 한다는 의미다. 따라서 흡연자가 비흡연자보다 알코올의존증에 걸릴 가능성이 10배나 크다. 흡연을 하는 10대의 경우 최근에 흡연을 시작한 성인에 비해 다시 술을 마시고 싶은 충동 역시 훨씬 크게 느낀다. 캘리포니아대학교 정신과 의사 수전 테이퍼트 박사는 음주를 하는 청소년과 하지 않는 청소년의 차이는 10% 정도라고 말한다. 그녀는 이것을 학교 시험에서 A학점을 받는 것과 B학점을 받는 차이라고 비유했다. 

흔한 오해와 달리 한 사람의 이성적 능력은 만 15세 정도면 거의 완전하게 발달한다. 특정 행동이 위험한지 아닌지를 논리적으로 판단하는 능력도 어른에게 뒤지지 않는다. 10대들이 논리와 이성적 추론에 전적으로 의존해야 하는 SAT 같은 적성검사에서 높은 점수를 받는 것도 이 때문이다. 그럼 10대들은 왜 가끔씩 그런 미친 행동을 할까? 일반적으로 10대의 뇌는 성인의 뇌보다 보상의 느낌을 더 많이 받고, 도파민의 분비와 반응이 강화된다. 사춘기가 자극 추구와 관련되는 이유도 이것이다. 사춘기에는 각성과 보상을 조절하는 신경 시스템이 특히나 예민하게 작동한다. 하지만 10대의 뇌는 이마엽이 다른 뇌 영역과 아직 느슨하게 연결되어 있기 때문에 청소년들이 잠재적으로 위험한 상황에 대해 인지적인 통제를 행사하기가 더 힘들다. _p.142 

부모와 10대 자녀 사이의 분위기가 가족생활에서 가장 큰 좌절을 안겨주는 것 중 하나임을 알기에 부모는 어떻게든 관계 회복을 위해 애를 쓴다. 하지만 때론 이런 노력은 역효과만 불러일으킬 뿐이다. 만약 10대의 뇌에서 일어나는 일을 안다면 그들과 함께 사는 것이 조금이라도 쉬워지기는 할까? 젠슨은 당연히 그렇다고 답한다. “우리는 청소년들에게 그들의 뇌가 감당할 수 있는 것보다 조금 더 큰 기대를 갖고 있습니다.” 젠슨의 이 말은 부모와 교사들이 스스로 자신의 말과 행동을 되돌아보게 만든다. 

이 책을 읽고 나면 우리는 ‘중2병’이라고 농담 섞인 비난을 했던 아이들을 더 이상 원망만 할 순 없을 것이다. 도리어 그동안 제대로 이해해주지 못했다는 생각 때문에 미안한 마음까지 들게 된다. 『10대의 뇌』를 접한 독자들은 “이 책을 믿으세요”라고 입을 모아 극찬하며 “이 책을 읽고 나서 학생들이 숙제하는 것을 깜박했다고 하는 말이 거짓이 아닐 수도 있다는 것을 이해하게 됐다”(아마존독자 Donald D. Fraser), “다 자란 어른들이 잊어버린 어릴 적 기억을 불러일으키고, 10대에 대한 오해를 바로잡아주는 책”(아마존독자 Kiwiflora), “이 책은 아이와 대화만 하면 오히려 큰 싸움으로 번지거나 상황이 악화되는 경우를 해결하는 데 훌륭하게 기여한다”(아마존독자 SBV)라는 말로 저자와 책에 감사를 전했다. 

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