신경심리학은 뇌의 상태가 기억·언어·주의 같은 기능과 행동에 어떻게 이어지는지 연구하고 평가하는 분야입니다. 인지심리학이 마음의 작동 과정을, 인지신경과학이 그 뇌 기반을 묻는다면, 신경심리학은 뇌를 다친 사람의 변화에서 출발해요. 그래서 이 분야의 역사는 몇 사람의 환자 이야기로 읽을 수 있어요.
같은 기억을 두고 세 분야는 이렇게 달리 물어요
| 분야 | 기억을 두고 던지는 질문 | 주로 쓰는 자료 |
|---|---|---|
| 인지심리학 | 정보는 어떤 단계로 저장되고 인출될까 | 건강한 사람의 반응 시간과 오류 |
| 신경심리학 | 어디가 다치면 어떤 기억이 사라지고 무엇이 남을까 | 환자의 과제 수행, 손상 위치, 면담 |
| 인지신경과학 | 기억할 때 뇌에서 무슨 일이 일어날까 | 과제와 함께 잰 뇌 영상·신경 측정 |
세 분야는 경계가 또렷하지 않아요. 인지신경과학이라는 이름도 1970년대 후반 뉴욕의 택시 뒷자리에서 나왔다고 합니다. 신경과학자 마이클 가자니가와 인지심리학자 조지 밀러가 저녁 모임에 가는 길이었고, 둘 다 누가 먼저 말했는지 모른다고 하죠. 뇌와 마음을 함께 보자는 흐름에 그제야 이름이 붙은 셈이에요.
신경심리학은 훨씬 오래된 질문, 곧 뇌의 어느 자리가 어떤 일을 하느냐에서 시작됐습니다.
'tan'이라고만 말하던 사람의 뇌
1861년 4월, 파리 비세트르 병원의 외과의 폴 브로카는 레보르뉴라는 환자를 만났습니다. 그는 서른 무렵 말을 잃고 21년을 병원에서 지낸 사람이었어요. 무엇을 물어도 "탄, 탄"이라고만 해서 병원에서는 탄으로 불렸죠. 그런데 브로카가 보기에 그는 말을 거의 다 알아들었고, 손가락을 펴서 숫자로 답할 줄도 알았어요. 사라진 것은 지능이나 이해가 아니라 말을 만드는 능력이었던 거예요.
엿새 뒤 환자가 숨지자 브로카는 뇌를 살펴 왼쪽 이마엽, 주로 세 번째 전두회가 크게 물러 있는 것을 확인했습니다. 이 자리가 지금의 브로카 영역이에요.
이야기는 2007년에 한 번 더 이어져요. 니나 드롱커스 연구진이 보존된 뇌를 고해상도 MRI로 찍어 보니, 손상은 브로카가 표면에서 본 것보다 안쪽 깊은 곳까지 뻗어 있었습니다. 지금 브로카 영역이라 부르는 범위와 브로카가 처음 짚은 자리가 꼭 같지도 않았고요. 한 자리에 한 기능을 붙이는 설명은 시작부터 생각보다 복잡했던 거죠.
철봉이 바꾼 것은 어디까지였을까
1848년 9월 13일 미국 버몬트의 철도 공사장에서 폭약이 먼저 터져, 약 110cm, 6kg 가까운 쇠막대가 현장 감독 피니어스 게이지의 머리를 뚫고 지나갔습니다. 그는 살아남았고, 담당 의사 존 할로의 1868년 기록은 교과서의 고전이 됐어요. 유능하던 감독이 거칠고 변덕스러워져 고용주가 다시 받아 주지 않았고, 친구들은 그가 "더는 게이지가 아니다"라고 했다는 내용이죠.
여기까지가 흔히 듣는 이야기예요. 같은 할로의 글에는 뒷이야기가 더 있어요. 게이지는 1852년 칠레로 건너가 약 8년간 여섯 마리 말이 끄는 역마차를 몰았습니다. 시간표를 지키고 승객을 상대하고 말을 돌보는 일이에요. 현지 의사는 정신 능력에 손상이 없어 보였다고 적었고, 맬컴 맥밀런 등은 짜인 일과가 회복을 도왔을 것이라고 봅니다.
2022년 슈테판 슐라임은 1994~2020년에 게이지를 다룬 학술 논문 25편을 살폈는데, 92%가 성격 변화를, 52%가 사이코패스에 가까운 행동을 적은 반면 회복을 언급한 논문은 16%에 그쳤습니다. 사고 전 성격을 전하는 자료도 빈약해요. 유명한 사례일수록 사실이 이야기에 맞춰 다듬어질 수 있다는 교훈이에요.
어제를 잃고도 새 기술을 배운 H.M.
1953년 스물일곱 살의 헨리 몰레이슨은 약으로 잡히지 않는 뇌전증 발작 때문에 양쪽 안쪽 측두엽을 잘라 내는 실험적 수술을 받았습니다. 해마가 포함된 자리였죠. 발작은 줄었지만 그는 일어난 일을 일어나는 속도로 잊게 됐어요.
놀라운 건 남은 것들이에요. 지능은 정상 범위였고 숫자는 여섯, 일곱 개를 따라 외웠어요. 세 자리 숫자를 계속 되뇌면 15분까지 붙들었지만 주의가 다른 데로 가면 사라졌고요. 브렌다 밀너는 그에게 거울로 손을 보며 별 모양을 따라 그리게 했습니다. 사흘에 걸쳐 실력이 늘었는데, 본인은 이 과제를 해 본 기억이 없었어요.
이 한 사람에게서 두 가지가 분명해졌어요. 지금 붙들고 있는 기억과 오래 저장하는 기억은 다르고, 사실과 사건을 기억하는 체계와 몸으로 익히는 체계도 다르다는 것이죠. 그렇게 "기억"이라는 한 단어가 여러 체계로 나뉘었습니다.
그의 기억 상실은 완전하지도 않았어요. 그는 수술 5년 뒤 이사한 집의 평면도를 1966년에 정확히 그렸습니다. 새로 들어오는 길이 좁아졌을 뿐, 전부 막힌 것은 아니었던 거죠.
반대로 망가진 K.F.가 증명한 것
H.M.은 짧은 기억이 멀쩡하고 긴 기억이 망가졌어요. 그렇다면 반대인 사람도 있을까요? 엘리자베스 워링턴과 팀 샬리스가 1969년 보고한 K.F.가 그런 환자입니다. 오토바이 사고로 왼쪽 두정-후두 부위를 다친 그는 숫자를 하나둘밖에 따라 외우지 못했어요. 그런데 단어 쌍을 익히는 장기 학습은 또래 평균에 가까웠고, 6시간 뒤에도 10개 중 9개를 기억했습니다.
A가 망가져도 B가 남고, B가 망가져도 A가 남는다면 두 기능은 어느 정도 따로 돌아간다고 볼 수 있어요. 이것이 신경심리학의 핵심 논리인 이중 해리입니다. 뇌 영상 장비가 없던 시절에도 환자의 과제 수행만으로 마음의 구조를 따져 볼 수 있었던 힘이 여기서 나왔죠. 한 사람의 사례에는 손상 범위와 사람마다의 차이가 함께 섞이니, 이런 결론은 다른 환자와 건강한 사람의 실험으로 다시 확인해야 해요.
머릿속 광장에서 왼쪽만 사라진 환자
손상이 드러내는 마음의 구조는 때로 기묘해요. 오른쪽 뇌를 다친 사람 중에는 왼쪽 공간을 무시하는 경우가 있어요. 1978년 에도아르도 비시아크와 클라우디오 루차티는 이런 환자 두 사람에게 고향 밀라노의 두오모 광장을 떠올려 보라고 했습니다.
대성당 계단에 서 있다고 상상하게 하자 둘은 거의 오른쪽에 있을 건물만 말했어요. 광장 맞은편에서 성당을 바라본다고 상상하게 하자, 조금 전 빠뜨린 쪽을 말하고 방금 말한 쪽을 빠뜨렸고요. 지식은 그대로 있는데 상상 속 왼쪽에 주의가 가지 않은 거예요. 공간에 대한 주의가 바깥 세상만이 아니라 머릿속 그림에도 작동할 수 있음을 보여 준 사례입니다.
좌뇌형·우뇌형은 어디서 나온 말일까
로저 스페리는 심한 뇌전증 치료로 양쪽 뇌를 잇는 뇌량을 절단한 환자들을 연구해 1981년 노벨 생리의학상을 받았습니다. 이런 환자는 일상 대화에서 티가 거의 나지 않았지만, 실험으로 좌우를 따로 시험하면 각 반구가 다른 쪽의 일을 모르는 듯 행동했어요. 말을 거의 못 한다던 오른쪽 뇌도 단어를 상당한 수준으로 이해했고요.
좌뇌형·우뇌형이라는 유행어는 이 연구에서 번져 나왔어요. 정작 스페리는 노벨 강연에서 좌우 이분법은 지나치게 부풀리기 쉬운 생각이라고 경고하고, 평소 두 반구는 한 단위로 함께 일한다고 말했습니다. 2013년 제러드 닐슨 연구진이 7~29세 1,011명의 뇌 연결을 분석한 결과도 같은 방향을 가리켜요. 언어나 주의 같은 특정 연결망은 한쪽으로 치우쳐 있지만, 한 사람의 뇌 전체가 왼쪽이나 오른쪽으로 강한 경향은 자료에서 나타나지 않았어요.
뇌 사진이 붙은 설명은 얼마나 믿어야 할까
요즘 뇌과학이라는 말이 붙은 설명이 유독 믿음직하게 들린다면, 이것도 연구 주제예요. 디나 와이즈버그 연구진은 2008년 심리 현상에 대한 설명에 관련 없는 뇌과학 문장을 덧붙였습니다. 일반인 81명은 엉성한 설명에 그런 문장이 붙자 더 만족스럽다고 평가했고, 전문가 48명은 그렇지 않았어요. 2024년 430명 재현 연구에서는 이 효과가 원래보다 훨씬 약했으니, 뇌과학이 사람을 쉽게 홀린다는 말도 조심해서 들어야 해요.
뇌 사진 한 장으로 결론 내리지 않는 것은 병원의 신경심리 평가도 같아요. 면담과 표준화된 기억·주의·언어·문제 해결 검사를 함께 보고, 교육 경험이나 생활 변화까지 살핍니다. 사진은 구조나 활동을 보여 주지만, 그 사람이 무엇을 할 수 있고 어디서 막히는지는 수행을 재야 알 수 있거든요.
'기억력이 나빠'라는 말을 쪼개 보면
탄, 게이지, H.M., K.F.가 남긴 것은 뇌 지도에서 끝나지 않아요. 우리가 한 단어로 부르는 능력이 실은 여러 체계로 이루어져 있다는 사실이에요. 말을 이해하는 일과 만드는 일, 붙드는 일과 저장하는 일, 머리로 아는 일과 몸으로 익히는 일은 서로 따로 고장 날 수 있어요.
여기 나온 사례는 모두 뇌 손상 연구이고, 온라인 기억력 테스트나 이런 이야기만으로 자기 상태를 가늠할 수는 없어요. 기억이나 말의 변화를 판단하는 일은 전문가의 평가 영역입니다.
오늘 내가 "기억력이 나쁘다"고 한 그 일은, 듣는 중에 놓친 걸까요, 저장이 안 된 걸까요, 꺼내지 못한 걸까요?
참고 자료
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