내 아이 똑똑하게 키우는 비결! 인풋 아웃풋 ①

우선 필자가 교육에 대해 전문적으로 공부를 한 적이 없는 사람이라는 것을 먼저 밝힌다. 이 말을 먼저 하는 이유는 이 방법이 과학적으로 검증된 방법이 아니며, 이 내용대로 시행한다고 해서 무조건 효과가 있다고 믿을 수는 없다는 뜻이다.

그리고 여기에서 이해를 돕기 위하여 인용한 뇌에 대한 설명부분은 서울대학교병원 신체기관정보를 활용하였다. 필자가 의학을 전공한 전문인이 아니므로 표현이나 단어선택에서 오류가 있을 수도 있다.

‘모로 가도 서울만 가면 된다’는 말이 있다. 그러니 어떻게든 서울만 가면 되겠지만, 필자는 이 인풋 아웃풋 방식은 모로 가는 것이 아니라 바로 질러가는 효율적인 방식이라 굳게 믿고 있다.

교육대상은 말귀를 알아듣기 시작하는 유치원생부터 남녀노소 누구나 가능하다. 학교 성적이 목적이라면 초등4학년 때부터 적용하면 이상적일 것이다. 빠르면 빠를수록 좋다.

그럼 서울로 가보자. 알아 두어야 할 것은 프롤로그에 해당하는 첫 글은 지루하고 재미가 없을 것이라는 사실이다. 원래 서론에 해당하는 글들은 대체로 재미없다는 특징이 있다. 이해하시길.

우선 인풋이 무엇인지 아웃풋이 무엇인지 어휘부터 아는 것이 순서이다. 인풋(input), 아웃풋(output)은 원래 전산용어로써 각각 입력과 출력을 뜻한다. 그리고 다른 분야에서는 단순히 ‘들어가는 것’과 ‘나가는 것’으로 그 뜻을 확장하여 사용하고 있기도 하다.

사람의 몸을 컴퓨터와 같다는 전제하에 좀 더 설명하면, 처리장치인 CPU가 들어 있는 본체를 뇌, 입력장치인 키보드·마우스·스캐너·카메라 등은 눈과 귀, 출력장치인 모니터·프린트 등은 입과 손에 해당한다.

‘입력과정-처리과정-출력과정’

컴퓨팅을 한다고 하자. 어떤 정보를 입력하여 작업 한다면 컴퓨터가 잘 처리하였는지 여부는 모니터나 프린트를 이용하여 결과물을 출력해봐야 알 수 있다. 사람도 마찬가지로 어떤 지식을 습득했다면 습득된 그 지식을 어떤 형태로든 밖으로 표현할 수 있어야 비로소 살아있는 지식이라고 할 것이다.

컴퓨터에서는 입력과정과 출력과정이 하드웨어적 성능에 따라 결과물의 퀄리티가 달라지지만, 사람은 훈련을 통한 습관화에서 같은 효과를 누릴 수 있다. 문제는 처리과정이다. 컴퓨터라면 CPU를 업그레이드 시키는 것으로 성능을 올릴 수 있지만 사람은 타고난 재능에 따라 학습에서 천차만별의 결과를 보여준다. 그렇다면 전혀 방법은 없는 것일까? 물론 있으니까 이렇게 자판을 두드리는 것이다.

컴퓨터에서 저장장치는 메모리와 하드디스크가 있다. 세부적으로 들어가면 꽤 복잡하므로 생략한다. 메모리는 용량이 적지만 빠르고, 하드는 속도는 느리지만 용량이 크다는 특징이 있다. 물론 가격을 대비한 상대적 비교이다.

메모리는 단기, 하드는 장기 저장장치라고 할 수 있다. 각각의 설명 역시 생략한다. 다만 메모리의 경우 전원이 꺼지면 내용이 지워지는 특성이 있다는 것은 알아두어야 한다. “전원이 꺼져도 지워지지는 않는 메모리가 있다”라고 할 수도 있지만 여기서 메모리는 컴퓨터에 내장되는 메모리카드를 지칭하는 것이다.

해마(hippocampus, 海馬). 해마는 관자엽의 안쪽에 위치하면서 둘레계통(변연계)에서 한가운데 원호의 일부분을 차지한다. 해마는 학습, 기억 및 새로운 것의 인식 등의 역할을 하며 속후각겉질을 통하여 주된 들섬유를 받아들이고, 뇌활을 통하여 날섬유를 내보낸다. (사진출처: 서울대학교병원 신체기관정보, 서울대학교병원)

사람의 뇌에는 ‘해마’라고 하는 기억을 저장하는 공간이 있고, ‘시냅스’라고 하는 신경세포접합부와 연결되어 있다. 이 시냅스의 단백질을 조절하면 기억을 조절할 수 있다는 연구결과가 과학전문지 ‘사이언스’에 실린 적이 있었다. 2013년 8월에는 서울대 생명과학부 강봉규 교수팀이 ‘기억을 떠올리고 다시 저장하는 메커니즘’을 규명한 바도 있다.

그래서 메모리카드의 정보를 하드로 이동시키는 것처럼, 사람의 뇌 시냅스를 통하여 단기기억을 장기기억으로 변환시키는 것으로 ‘억지 이론’을 세운 것이다.

뇌 시냅스 모식도. — 시냅스 모식도. 축삭은 신경세포와 또 다른 신경세포, 근육세포 또는 샘세포를 연결한다. 이러한 축삭의 끝부분과 다른 세포의 접합부를 연접 또는 시냅스라고 한다. 시냅스에는 화학적 시냅스와 전기적 시냅스가 있으며, 시냅스를 통해 전기 또는 화학적 신호가 다른 세포로 전달된다. (사진출처: 서울대학교병원 신체기관정보, 서울대학교병원)

우리가 학습하고 경험한 것들은 ‘저장·유지·회상’이라는 재구성 과정을 거쳐 기억으로 남는데, 그중에서도 수십 년 이상 지속되는 장기기억은 유전자 발현과 단백질 합성을 통해 시냅스의 구조가 단단해지는 경화(硬化) 과정을 거쳐야 한다고 전문서적에 적혀 있었다.

필자가 주목한 부분이 바로 이 지점이다. 시냅스의 경화.

컴퓨터를 예를 들다가 갑자기 뜬금없겠지만 잠시 기타이야기를 해야겠다. 통기타를 어쿠어스틱 기타라고 하고 전기기타를 일렉트릭 기타라고 하는데, 일렉트릭 기타의 주법가운데 피드백 주법(feedback playing; 주파수 파장을 이용한 주법)이 있다.

‘하나의 음을 치면 앰프에서 나오는 음이 다시 줄을 진동 시키고 그 진동을 다시 픽업이 줍는’ 방식으로 무한한 서스테인을 얻을 수 있는 주법이다. 달리 하울링이라고도 하는데 노래방에서 마이크를 잘못 놔두면 삐이익~~ 하는 소리가 나는 것이 바로 하울링이다. 지미 헨드릭스가 바로 이 주법의 대가이다.

손으로 특정 음을 퉁기면(입력), 기타가 해당 음을 찾아서 전기적 신호로 변환하고(처리), 스피크가 해당 신호를 받아 해당 음을 소리신호로 다시 변환하여(출력)하는데, 피드백 주법으로 하면 다시 거꾸로 소리신호가 전기적신호로 바뀌면서 그것이 처음으로 도달하는 순환이 일어난다.

그러니까 ‘인풋’한 지식은 단기기억 공간에서 머무는데 한번 ‘아웃풋’함으로써 장기기억공간으로 이동시키는 것이 이야기의 핵심 포인트이다. 중요한 점은 아웃풋하는 횟수에 따라 장기저장 공간으로 이동 성공률이 높아진다는 것이다.

만약 설명하는 과정 없이 그냥 “인풋 했으면 꼭 아웃풋 하라”고만 하면 와 닿지 않을 것 같은 노파심에서 지루하지만 설명글을 넣었다. 다음 편에는 본격적으로 어떻게 공부를 하는지에 대하여 실제 경험했었던 예를 들어 알려드리도록 하겠다. 워프!