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Mar 28. 2024
Essay 12. 뇌인지 그리고 메타인지
골프는 뇌가 해내는 거야!
뇌인지가 뭐야?
좀 알쏭달쏭하고 어렵게 느껴지는 단어지? 운동(골프)과 관련한 뇌인지를 알아보기 전에 전제조건이 있어. 하나는 뇌인지 학습은 뇌인지가 무엇인지 모를 삼국시대에도 부지불식간에 당연히 있었을 정도로 무슨 새로운 것이 아니라는 거야. 요즘의 뇌인지나 메타인지 언급은 좀 더 뇌의 특성을 알아서 학습이나 수업에 활용함으로써 효율적인 목표달성을 위함 정도로 이해하면 좋겠어.
그리고 또 하나는 뇌에 대해 과학적으로 밝혀진 내용이 아직도 매우 일부라는 것은 현재 정설로 보는 내용들도 언제고 틀릴 수 있다는 유연한 생각을 해야 된다는 거야. 그만큼 뇌 속에는 우리가 모르는 무궁무진한 세계가 있다고 볼 수 있겠지! 재미없더라도 들어봐! 우리가 모르는 세계가 있더라고!
우리의 뇌는 신비함의 극치다.떠오르는 과학이라는데!
4차 산업혁명의 화두인 인공지능(AI)과 연결되어 떠오르는 학문이 뇌인지과학이야. 이것은 뇌에서 지식과 정보를 조작하는 능력(cognitive skills) 즉, 조직. 분석. 추출 등을 과학적으로 연구하는 인지신경과학인데, CT.MRI.PET.fMRI 등 뇌영상촬영 기술의 발달에 절대적으로 의존한다고 볼 수 있어. 뇌의 활동을 직접 뇌를 열어서 볼 수 없으니까! 다시 말하면 뇌에 대한 연구는 과학기술의 발달에 따라 그 비밀이 조금씩 밝혀지고 있다는 거지. 1906년 보고되고도 해결하지 못하고 있는 알츠하이머 같은 인지기능의 장애의 원인도 이런 영상기술의 발전으로 조금씩 밝혀 내고 있으니까 -아직도 원인이 가설에 머물고 있지만- 앞으로 인지재활과 인공지능에도 확장될 중요한 가치를 가지고 있다고 할 수 있겠어. 자! 골프에 필요한 뇌이야기 해볼게!
영상기술의 발달은 뇌과학 발전의 필수적인 전제이다.뇌인지는 단순 느낌이 아니야!
인지(cognition)를 알기 위해서는 감각(sensation)이나 지각(perception)을 알아야 해. 생체의 내외 모든 정보는 일단 감각과 지각으로 습득되거든.
감각은 눈. 귀 등의 수용기(감각기관)가 자극을 받으면, 대뇌의 감각신경을 구성하는 감각뉴런. 중추신경계를 구성하는 연합뉴런. 운동신경을 구성하는 운동뉴런을 통해 일으키는 지각보다는 단순한 운동반응이라고 보면 돼. 그리고, 지각은 위 감각보다 높은 차원으로, 그 자극의 대상을 식별하는 행동이야. 예를 들어 시지각을 통해 자극된 물체의 속성을 식별하는 것 같은 거야.
우리가 알 수 없는 일들이 뇌 안에서 일어나고 있다.자! 바로 인지(cognition)는 위에서 설명해 준 감각과 지각을 통합하는 고차원적인 정신기능을 말하는데, 기본적으로 범주화와 순서화의 조직기능, 비교, 식별, 오류, 관계, 요소의 분석기능, 귀납, 연역, 유추의 추출기능을 하니까 그냥 뭐 다하는 거지! 그러니까 '뇌인지'를 쉽게 말하면, 무엇을 알아차리고, 함축적인 사고로 깨닫는 지적인 지각. 추리. 기억 등의 모든 지적인 과정이라고 생각해.
뇌에서는 대체 무슨 일이 벌어지는 거야?
음! 약 1400그램 정도 하는 우리 뇌의 가장 바깥쪽 2~4mm 층(대뇌피질)에는 140억 개 정도의 신경세포인 뉴런들이 있고, 이 아이들은 서로 시냅스(연접. 틈새 가까운 달듯 말 듯) 구조로 되어 신경전달물질을 받아들이는 단백질(APP)에 의해 뉴런에서 뉴런으로 정보가 전달되도록 되어 있어. 참 신비하지! 뇌에서 대체 무슨 일이 벌어지는 건지!
이 과정에서 나이가 먹거나 어떤 변이에 의해, 뇌 속에 뉴런들을 파괴하는 '아밀로이드베타'나 뉴런 속에 '타우'라는 단백질 쓰레기가 지속적으로 발생하고, 이 쓰레기를 청소하는 '마이크로글리아'가 있어. 근데 또 이 청소부 마이크로글리아가 잘못된 인식을 하면 쓰레기를 청소하지 않고 오히려 뉴런을 공격하기도 한데. 백혈병의 역공격 특징처럼! 이것이 현재까지는 알츠하이머병의 원인에 대한 정설로 인정되고 있는 -최근 조작설로 구설이 있지만- '아밀로이드가설'(존하디박사, 영국 유니버시티 칼리지 런던 교수)이기도 하고.
순서로 보면, 눈. 코 등 감각기관에서 보내온 정보는 대뇌변연계에 해당하는 후내피질에 모였다가, 바로 옆에 해마'로 보내지면, 여기서 신호들을 정리하고 통합해서 대뇌피질의 시각영역. 후각영역. 운동영역. 청각영역 등의 처리기관으로 보내져서 기억되고, 또 필요하면 반대 순서를 통해 기억으로 되살아나게 하는 거지.
우리들의 삶은 기억과 밀접하게 이루어진다.와! 뇌! 이거 뭐지?
결국 우리 뇌가 거의 다하는 거지. 인공지능(AI)은 바로 뇌의 정보처리능력을 기계로 만드는 것이나 마찬가지이며, 법학계에서도 사망시점을 '심정지'가 아닌 '뇌사'로 보는 뇌사설(소수설)도 있는 이유이기도 한 만큼 뇌는 우리의 몸을 지배하고 있어.
다시 돌아와서 결국 '뇌인지'는
뇌의 특성상 아직 과학적으로 밝혀내기가 쉽지 않고 세상에 많이 구체화되지 못한 분야임을 전제로 하고,
'뇌의 감각이나 지각을 통해 조직하고 분석하고 추출하는 고도의 정보처리 기능이자 체계'라고 이해하자!
예를 들어, 골프스윙 셋업 시 볼을 헤드의 토우 쪽에 놓냐, 페이스 중앙에 두느냐를 가지고, 인스타그램이나 유튜브 등에서 서로 절대적인 것처럼 말하는 것을 볼 수 있는데 사실 과학적으로는 그렇지 않아. 클럽특성과 스윙패턴에 따라서도 과학적으로 골퍼마다 다르게 놓을 수 있고, 뇌인지 측면에서도 다르게 분석될 수 있지.
조금 어려운 이야기가 될 수 있어. 하하.
먼저 자율신경계 쪽에 무게를 두면, 헤드밸런스와 스윙밸런스의 확률을 감안하여, 티업하고 샷을 해야 하는 드라이버의 경우는 중앙보다 살짝 토우 쪽이 좋을 수 있어. 물론 헤드를 지면에서 높이 들고 셋업 하는 골퍼는 페이이스 중앙이 좋겠고, 지면에 놓여 있는 볼도 페이스 중앙에 두는 것이 기본이 될 거야. 그리고 임팩시 샤프트가 수직으로 휘어지는 'Tow down effect' 등을 감안하여 라이각 조정 등 피팅으로 변경할 수도 있을 거야.
그러나 시지각을 통한 중추신경의 뇌인지 측면에서 보면, 각자 정보처리 체계(뇌인지역량)가 다른 만큼 볼을 클럽 헤드 어디에 위치시키는지는 각자 다를 수 있는 거야. 보통 볼을 페이스 중앙에 두는 것이 시지각 정보를 조작하는 데 오류가 적을 수도 있다는 전제로!
우리들의 골프게임은 항상 선택과 판단과 그 반응의 결과이다.실제에서는 어떨까? 내가 같이 플레이했거나 만난 선수들은 대부분 페이스 중앙. 음... 모두 그렇지 않지만 유추해 보면 페이드 치는 골퍼는 힐 쪽. 드로우 치는 골퍼는 살짝 토우 쪽 두는 범주도 보였어. 이것도 일관되진 않아.
PGA투어 장타자 제이비홈즈 선수와 카메론 챔프 및 어니엘스 선수는 힐 쪽에 볼을 두었고, 로리맥일로이 선수는 중앙에. 타이거우즈 선수는 중앙과 토우 쪽에 두더라고. 그리고 임팩구간에 모든 자극과 정보처리를 집중하는 이유에서 아예 개의치 않는 선수들도 있는 거지.
뇌인지는 어떤 과정을 거쳐?
응 메커니즘은 간단해. 그리고 과정에 있어서 특징들이 있어. 즉 외부의 자극이 있을 때 뇌는 어떠한 메커니즘으로 정보를 처리하느냐? 단순하게 정리하면,
자극 -> 지각(<-LTM) -> 주의(<-WM) -> 반응선택 -> 반응 -> 피드백
※지각(perception)은 뇌인지작용의 일부임.
※LTM은 long term memory 약자
※WM은 working memory 약자
위 과정에서, 만일 기억(LTM)이 없다면 지각이 불가능한 거야. 따라서 운동경험의 정도나 나이가 어릴수록 지각능력을 고려한 교육이 필요한 거지.
그리고 뇌는 외부자극의 변화를 싫어한다는 이야기가 있는데, 뇌는 새로운 자극에 오히려 attension 한다고 봐야 맞다고 생각해. 오히려 동일반복자극을 지루해하는 편이야. 공부! 공부! 공부! 공부란 단어와 행위를 싫어하는 이유이기도 하지. 고차원적인 외부 자극과 반응이 필요한 스포츠에서도 그 자극의 변화를 뇌가 거부하는 것이 아니라, 뇌인지작용의 과정에서, 오히려 부족한 신체역량이 새로운 변화에 반응. 적응. 강화의 과정에서의 불편 정도로 보아야. 실제로 동일한 동기부여량으로 운동을 반복하면, 운동을 해도 뇌는 더 이상 활성화하지 않는 특성을 보이거든.
또한 조금 깊게 들어가면, 뇌 속에 이미 범주화된 기억이 없을 경우, 외부 자극에 의한 지각(perception)이 없기 때문에, 기억화되기까지는 전혀 맞지 않는 말이지만, 자꾸 잊어버린다. 기억이 안 난다라는 말을 하게 되는 이유도 섞여있다. 재미있는 것은, 지난 Essay 11. 에서도 알려줬듯이 상상만 해도 뇌는 활성화되기 때문에 골프게임 시 '시각화' 기법을 사용하는 것은 아주 옳은 선택인 거야.
좌뇌와 우뇌는 또 뭐야?
뇌가 좌. 우로 나눠진 형상 때문인지 각자 따로 움직이는 채널처럼 이야기되고 또 활용되고 있지만 나는 마케팅이라고 봐. 이미 검증된 거짓이라고. 사실, 좌뇌. 우뇌의 구분은 1970년대 로저스페리 박사(1980 노벨상 수상)가 간질환자의 좌뇌와 우뇌를 연결하는 뇌량의 발견으로 세워진 가설, 즉 '좌뇌가 언어능력을 관장할 것이다.'라는 가설일 뿐이었고, 이는 이미 과학적으로 거짓임이 검증되었어.
즉, 뇌의 활동으로 좌뇌형. 우뇌형이 결정되진 않고, 좌우 한쪽이 이질적으로 경쟁하는 것이 아니라 상호 협업하여 정보처리해낸다는 거야. 구체적으로, 언어능력은 좌뇌만이 아니라, 좌뇌에서의 단어의 문법 같은 이성적인 면과 우뇌에서의 단어의 어감 같은 감성적인 면이 동시에 작용하여 정상적인 언어사용이 가능하게 하는 것! 대단하지 않아?!
골프게임은 상당한 뇌인지 역량이 요구된다.뇌인지를 골프 훈련에 연계하려면?
나는 적어도 뇌인지작용으로 기억역량을 강화하기 위해, 대칭화. 배경화. 순서화의 특성을 활용하여, 뇌가 받아들이기 좋아하는 언어체계를 활용 부문별로 시스템화하고 이를 학습이나 수업에 활용하면 최선이라고 생각하고 있어.
내가 만든 골프시스템 'golf5 스윙시스템'도 이를 바탕으로 이루어진 거야
개인적으로 뇌구조상 모두 연합적으로 역할을 하지만, 전두엽 역량이 가장 복잡하고 중요하다고 본다. 신체를 움직이고 과거와 미래를 생각하며 주의를 집중하여 문제를 해결하기 때문이야(인간 30% 사용). 스포츠는 여기에 고차원적인 감각과 언어처리 및 특정자극을 관장하는 두정엽이 한몫해야 할 것이고!
평소 뇌인지 작용을 극대화하려면,
식습관을 개선하고,
생각하고, 쓰고, 근육운동을 하기를 바래. 그리고 뇌혈관이 좋도록 노력하고 자신감과 명예감 등을 키워. 참고로 술은 늦게 배워야 뇌에 좋지.
연령대별 수업의 활용방안이 있어?
아! 이러다 논문 되겠다. 간단히 말해줄게.
결론적으로, 인지능력은 35세를 정점으로 유지되다가, 45세 이상부터는 서서히 떨어지기 시작하는 것이 현재의 밝혀진 기준이야. 즉 정보처리. 기억. 시각화. 추론 등의 능력은 45세 이후는 감소되는 거야. 다행인 것은 경험과 지식에 기반한 일의 처리 능력은 좋아. 안타까운 것은 뇌의 회백질에 대한 훈련으로, 유지는 되어도 향상되지는 않는다는 게 현재의 정설이지.
그렇다면, 뇌에 대해 밝혀진 지식과 인지능력의 특성을 감안할 때, 골프는 어떻게 학습하는 것이 효율적일까? 메타인지적 교육만이 열쇠? 그렇지는 않아 보여. 나는 아래처럼 분류해서 학습이나 수업방식에 적절한 배합이 필요하다고 보고 있어.
가. 35세 이전의 아마추어골퍼. 프로 및 선수지망생 학습툴
ㅡ미성년자에 스트레스는 독이 될 수 있음.
ㅡ특히, 유소년 교육은 시청각교육 활용.
ㅡPLAY by level에서 자기 전략화 교육 특효.
나. 45세 이상의 아마추어골퍼 기타 지망생의 학습툴
ㅡ입문 시 깊은 이해보다 단순 이해 스킬 필요.
ㅡ유형별(성별. 직업별. 인지유형별) 수업방식의 다변화
ㅡ형상인지력 레벨 평가(1~15) 후, 운동프로그램추가
메타인지는 뭐야?
최근 학습 내지 교수법으로 유행인 meta cognition(메타인지)과 action의 관계설정은 사실 그 궁극의 목적은 목표를 도달하기 위한 '효율'이라고 볼 수 있어.
즉, 우리 사회가 하는 모든 학습이나 예체능에 주입식의 문제를 해결하는 방법으로써 '메타인지'는 자신이 아는 것을 좀 더 고차원적으로 아는 것을 기초로 모르는 것을 알게 됨으로써 효율적 학습이 가능한 '자기 관리전략'이 되는 것이지. 바로 자기 주체적으로 계획. 점검. 평가. 수정. 보완하도록 하기 위한 학습 내지 교수법을 메타인지라고 볼 수 있으니까, 완전히 새로운 것은 아니야.
조금 더 들어가면,
목표가 단기기억이라면 기존 학습법이, 목표가 장기기억이라면 메타인지가 효율적이며, 또한 상호 보완적 관계가 될 수 있어. 그래서 주의할 것은, 정규 내지 기존 교육이 최종적으로 문제를 푸는 중요한 역할이 되었음이 학자들에 의해 증명되었을 만큼, 기존 정규 교육법을 퇴물로 취급하거나, 메타인지학습이 기존 교육의 완전한 대체로 이해하는 오류를 범하지 말아야 한다고 생각해.
메타인지에 Tip이 있다면,
단서를 최대한 쉽게 제시하라.
한 번에 1개씩 새로운 주제를 파고든다.
명사적 언어의 명령체계로 활용한다.
모니터링해라.
내게 Tip 하나 더 줘바
팁이라고 하기 그렇지만 유의미한 연구 중에,
유산소운동이나 다이내믹한 근력운동보다 손아귀를 쥐는 것 같은 등척성운동이 혈압을 낮추는데 가장 효과가 있는 것을 통해, 뇌 속의 인지영역을 키운다고 보고 되었어.
따라서 골프 같은 장비스포츠는 유산소운동. 등축성운동. 등척성운동을 같이 하는 스포츠로써, 뇌인지발달에 도움을 주거나, 적어도 치매나 알츠하이머 예방효과가 있겠다고 추론할 수 있겠어.
지금까지 골프와 관련하여 뇌가 어떻게 하는지 알아보았는데, 빙산의 일각이야. 과학적인 검증이나 발견으로 기존의 내용들이 뒤집어질 수도 있어, 변하지 않는 것은 뇌도 '가소성'이 있으니까 계속 변화할 수 있음을 알아둬.
골프가 주는 매력은 남녀노소 가족 모두가 같이 할 수 있다는 것이다.