두뇌가 기억을 완성하거나 상황을 해석하기 위해 사용할 Filler를 결정하는 기준이 있다.
세 번째 기준 원칙은 감정이다. 즉, 감정적으로 강렬한 이벤트는 더 강한 흔적을 남기고, 공백을 채우는 데 우선적으로 사용된다. 두뇌는 감정적인 경험을 하게 되면 특정 경험을 더 중요하게 인식하거나 분류하게 된다. 그래서 마치 머릿속에 표시를 해 두거나 강조표시를 해 두는 것과 같다.
기쁨, 두려움, 슬픔과 같은 감정적 의미가 부여된 기억은 더 생생하게 저장되고 더 쉽게 접근된다. 이러한 감정적 가중치는 두뇌가 누락된 부분을 찾을 때 감정적으로 강렬한 세부 사항을 먼저 떠올리는 경향이 있음을 의미한다. 이러한 요소들은 Amygdala와 기억 시스템 간의 상호작용을 통해 강화되어 불완전한 이야기를 완성하는 데 이상적인 후보가 된다고 한다(1).
네 번째 기준원칙은 최근에 활성화되었는지 여부이다. 최근에 재활성화된 기억은 더 쉽게 불러올 수 있다. 이것이 최근에 발생한 새로운 이벤트가 가까운 곳에서 학습한 내용을 떠올리는 데 도움이 되는 이유이며, 이것을 행동적 태깅(Behavioral Tagging)이라고 한다.
최근에 활성화된 요소는 더 쉽게 접근할 수 있으므로 불완전한 구조에 활용될 가능성이 더 높다. 이는 최근 경험이 관련 정보의 인코딩 또는 회수를 일시적으로 강화하는 행동적 태깅 현상과 밀접하게 관련되어 있다. 이러한 항목들은 이미 준비되어 있기 때문에 두뇌는 불완전한 구조에 쉽게 삽입할 수 있다(1).
다섯 번째 기준원칙으로, 두뇌는 자주 ‘Predictive Utility’을 기반으로 요소를 선택한다고 한다. 지각과 기억에 대한 ‘Predictive Coding Theory’에서 두뇌는 잡음이 많거나 불완전한 입력을 가장 잘 설명하는 요소를 선택함으로써 불확실성을 줄이려고 한다. 예측의 오류를 최소화하는, 즉 전체적인 지각이나 기억을 가장 일관성 있게 만드는 요소가 두뇌가 선택할 가능성이 가장 높은 요소라고 한다. 이는 단순히 수동적인 회상이 아니라 능동적인 추론이 된다(1).
이러한 원칙들을 읽어 보면, 기억 시스템이라는 것이 단순하게 저장된 데이터를 다시 불러 비디오 기계처럼 다신 재생하는 것이 아니라, 어떤 지능과 다시 부르는 목적을 가지고 경험을 끊임없이 재구성하는 시스템이라는 것을 알 수 있다. Hippocampus는 부분적인 단서로부터 패턴을 완성하는 역할을 하며, Neocortex은 특정 보충 정보가 다른 정보보다 더 그럴듯하게 보이도록 하는 스키마와 개념적 구조를 제공한다(1)(2).
두뇌는 기록을 보관하는 기능을 가지고 있지만, 어떻게 보면 이야기꾼의 역할을 동시에 수행하는 것 같다. 과거의 조각들을 꺼내어 가장 의미가 있고 맥락에 맞는 조각들을 선택하여, 비록 그것이 실제로는 완전하지 않았더라도 그것들을 완전하게 느껴지는 하나의 일관성이 있는 전체로 엮어내는 것이다.
언급된 각주의 내용
(1) Remembering the Past to Imagine the Future: The Prospective Brain, Schacter, Addis & Buckner, 2007, https://www.nature.com/articles/nrn2213, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17700624
Daniel Schacter의 연구는 Ghosh와 Bar의 논의에 더할 나위 없이 좋은 “세 번째 기둥”이다. Bar가 능동적인 두뇌에 대해 이야기한다면, Daniel Schacter는 미래 지향적인 두뇌, 즉 우리가 미래를 만들어 가는 데 필요한 구성 요소로 과거를 어떻게 활용하는지에 대해 설명한다. 과연 Neocortex와 Hippocampus는 이 미래를 만들어 가는 것에서 각각 어떤 역할을 할까?
Daniel Schacter는 이를 “구성적 일화적 시뮬레이션(Constructive Episodic Simulation)”이라는 용어로 설명한다.
Daniel Schacter는 Hippocampus와 구체적인 세부 사항에 관하여 “우리는 일화적 체계의 중요한 기능이 과거 경험의 요소들을 미래 이벤트의 시뮬레이션으로 유연하게 재결합하는 것을 지원하는 것이라고 주장해 왔다.”라고 이야기했다.
Daniel Schacter는 고차원적 지식(Neocortex)에 관하여 2007년 논문은 Hippocampus에 중점을 두고 있지만, 일화적 기억이 “주로 Neocortex에 위치하는 의미론적 기억에 저장된 정보를 활용한다”고 언급했다. 또한 이 과정을 일반적인 지식이 세부 사항들을 조합하는 데 도움을 주는 “Top-down” 활성화로 설명했다.
Neocortex는 스키마 지식을 저장할 수 있는 것으로 알려져 있다. 현대 신경과학에서 Neocortex는 “일반적인 것들의 저장소”로 여겨진다. 예를 들어, Hippocampus가 어제 먹은 점심 식사와 같은 특정 순간의 스냅사진과 같다면, Neocortex는 지금까지 먹었던 모든 점심 식사의 요약과 같다. 시간이 흐르면서 기억은 시스템 통합이라는 과정을 통해 Hippocampus에서 Neocortex로 이동하면서 특정 날짜와 시간 정보는 사라지고, 일반적인 스키마 지식으로 변환된다.
Neocortex와 Hippocampus의 관계를 쉽게 설명하자면, 두뇌를 Neocortex라는 전문 건축가와 Hippocampus라는 현장 시공업자가 함께 일하는 공간으로 Storytelling을 만들어 보면 된다.
전문 건축가인 Neocortex는 설계도 또는 스키마를 가지고 있다. 집이 일반적으로 어떻게 생겼는지 알고, 지붕, 벽, 문이 필요하다는 것도 알고 있다. 문이 파란색인지 빨간색인지는 중요하지 않다. 단지 문이 있어야 한다는 것만 알 뿐이다.
현장 시공업자인 Hippocampus는 구체적이고 특정한 자재에 대한 정보를 가지고 있다. 이 특정 집에는 붉은 벽돌과 파란 대문을 사용해야 한다는 것을 기억하고 있다.
미래의 이벤트를 상상할 때, 전문 건축가인 Neocortex는 예를 들면, “우리는 해변 파티에 갈 거야!”라는 계획 송의 전반적인 설계도를 제공하고, 현장 시공업자인 Hippocampus는 기억 속의 “소금 냄새”, “그 특정한 파란색 아이스박스”, “친구의 얼굴”과 같은 과거의 구체적인 세부 사항을 가져와 설계도에 맞춰 생생한 시뮬레이션 경험을 만들어낸다.
Daniel Schacter는 “Remembering the Past to Imagine the Future: The Prospective Brain”(2007)에서 이렇게 말한다. Daniel Schacter의 핵심 주장은 우리의 기억 체계가 단순히 과거를 회상하기 위해 변화하고 있는 것이 아니라는 점이다. 오히려 기억 체계의 주된 목적은 미래를 상상하는 데 도움을 주는 것이다. 그는 우리의 기억이 “재생적”이기보다는 “구성적”이라고 주장한다. 우리는 기억을 비디오 파일처럼 저장하는 방식이 아니기 때문에, 우리는 기억을 작은 조각으로 나누고 그 조각들을 “재조합”하여 아직 일어나지 않은 일들을 시뮬레이션 할 수 있다. 이러한 유연성은 강력한 능력이지만, 동시에 우리의 기억이 때때로 오류나 Filler에 취약한 이유이기도 하다.
만약, 기억이라는 것이 먼지 쌓인 오래된 사진 보관함이 아니라 레고 블록 상자라면, 각 블록은 색깔, 느낌, 친구가 했던 특정 단어처럼 경험의 ‘조각경험’들이라고 할 수 있을 것이다. Daniel Schacter의 미래 지향적인 두뇌에 대한 가설은 인간 정신의 진정한 천재성은 그 블록 상자를 바닥에 무작위로 쏟아 놓고도 완전히 새로운 것을 만들어낼 수 있는 능력에 있다고 주장한다.
이러한 과정, 즉 구성적 일화적 시뮬레이션은 사람들이 삶을 헤쳐 나가는 방식이다. 면접을 준비할 때, 사람들의 두뇌는 그저 면접이 일어나기만 기다리지 않는다. 과거로 돌아가 이전의 성공적이었던 대화의 “블록”, 구글 지도에서 본 사무실 건물의 “블록”, 그리고 긴장되는 감정의 “블록”을 꺼내는 것이다. 그리고 이 모든 조각들을 조합하여 면접장에 발을 들여놓기도 전에 머릿속으로 면접 장면을 영화처럼 그려내게 된다.
Daniel Schacter는 사람들이 기억에서 저지르는 오류들, 즉 세부 사항을 잊거나 이름을 잘못 기억하는 것들은 사실상 이러한 유연성에 대한 대가라고 주장한다. 기억을 고정시키지 않음으로써 사람들의 두뇌는 과거라는 것을 미래를 위한 실험실로 활용할 수 있을 만큼 민첩하게 유지된다는 것이다. 사람들은 아주 현실적인 의미에서 어제의 지도를 사용하여 내일의 미지의 지형을 탐색하는 시간 여행자인 셈이다.
(2) Pattern separation in the hippocampus, Michael A Yassa, Craig E L Stark, 2011, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3183227
>> 이 논문의 핵심 주제는 유사한 기억을 구분하는 패턴 분리(Pattern Separation)와 부분적인 단서를 통해 전체 기억을 불러오는 패턴 완성(Pattern Completion) 사이의 계산적 균형이다.
패턴 완성의 정의: “Hippocampus는 … 부분적인 단서를 통해 기억을 불러오는 데 관여하는 것으로 알려져 있다.”, “패턴 완성은 잡음이나 불완전한 감각 입력이 있는 상황에서도 정확한 일반화를 가능하게 한다.”, “패턴 완성은 오버랩 되는 표현들을 더욱 오버랩 시켜 기억 회수를 용이하게 하는 것으로 생각할 수 있다.”
연상력: “Hippocampus에 기인하는 특징적인 기억 형태에는 … 회상, 결합, 맥락적 결합, 복합 연상 등이 있다.”
참고자료
■ Episodic and Semantic Memory, Endel Tulving, 1972, https://alicekim.ca/12.EpSem72.pdf
■ Predictive coding under the free-energy principle, Karl Friston, Stefan Kiebel, 2009, https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/~karl/Predictive%20coding%20under%20the%20free-energy%20principle.pdf
■ Synaptic tagging and capture, Uwe Frey, Richard Morris, 1997, https://www.nature.com/articles/385533a0
■ Induction of Long-Term Memory by Exposure to Novelty Requires Protein Synthesis: Evidence for a Behavioral Tagging, Diego Moncada, Haydée Viola, 2007, https://www.jneurosci.org/content/27/28/7476