기억은 어디에 위치하는가?

H.M.이 수술을 통해 잃은 뇌 부위에 '해마'가 포함되어 있었다.(출처-출처자료1)

 

1887년 미국 신경과 의사 생어 브라운 Sanger Brown(1852~1928)과 영국 생리학자 에드워드 샤피-셰이퍼 Edward Albert Sharpey-Schafer(1850~1935)는 각각 다른 부위의 뇌를 제거한 12마리의 원숭이를 관찰했다.

제거한 부위에 따라 원숭이들에게 어떤 반응이 나타나는지 살펴보려는 연구였다.

그때 관자엽(측두엽) temporal lobe을 제거한 원숭이 두 마리가 특별한 반응을 보였다.

두 마리는 동물 사육장 안의 난폭한 원숭이에게 접근했다가 호되게 당하고 나서 얼마 지나지 않아 그런 일이 있었냐는 듯 다시 그 원숭이에게 다가갔다가 상처를 입는 일이 반복되었다.

관자엽이 없는 이 원숭이들은 용감해진 걸까 아니면 멍청해진 걸까?

 

브라운과 셰이퍼는 원숭이들의 머리가 나빠졌다고 추측했지만 진실을 알 수는 없었다.

그런데 같은 상황이 인간에게 벌어지면서 이 용감 무식한 원숭이들의 비밀(미스터리 mystery)이 풀리기 시작했다.

발작증이 심해 평생을 은둔하며 살았던 헨리 구스타브 몰레이슨 Henry Gustav Molaison(일명 H.M.)이라는 남자가 1953년 미국 신경외과 의사 윌리엄 스코빌 William Scoville에게 뇌 수술을 받았다.

스코빌은 당시 신경의학자들이 대부분 그렇듯 충분한 과학적 근거 없이 뇌 수술을 시작해 뇌의 광범위한 부분을 제거했다.

결과적으로 H.M.은 안쪽 관자엽 3분의 2와 해마海馬 hippocampus를 잃었다.

 

수술을 받은 뒤 H.M.은 겉보기에는 괜찮아 보였다.

하지만 곧 문제가 드러났다.

H.M.은 자신이 갖고 있던 과거 10년 정도의 기억을 송두리째 잃어버렸다.

더 큰 문제는 새로운 지식을 더는 습득할 수 없게 되었다는 것이다.

집 화장실을 갈 때도 매번 헤맸고, 기억이 나지 않아 식사를 여러 번 하기도 했다.

수술을 담당했던 스코빌은 당황해 뇌의 감각 영역을 발견했던 와일드 펜필드 Wilder Penfield(1891~1976)에게 연락했고, 펜필드 연구팀은 본격적으로 H.M.의 상태를 분석하기 시작했다.

 

펜필드 연구팀은 H.M.이 과거에 대한 기억이 없고 새로운 기억을 저장할 수도 없음을 재확인했다.

H.M.은 쉬지 않고 중얼중얼 머릿속으로 떠올리는 방법을 이용해 단시간 몇 분은 특정 사실을 기억할 수 있었지만 잠시만 주의를 다른 곳으로 돌리면 바로 기억을 잃었다.

즉 단기기억 short-term memory은 가능하지만 장기기억 long-term memory은 불가능한 상태였다.

이 현상은 단기기억과 장기기억을 저장하는 방식과 장소가 서로 다름을 처음으로 보여주는 것이었다.

그리고 수술로 제거한 관자엽과 해마가 기억을 만들고 저장하는데 중요한 기관임을 알 수 있었다.

그런데 그 뒤 더 놀라운 사실을 알게 되었다.

 

실험 연구자들은 그에게 약간 어려운 도형 그리는 법을 반복적으로 연습하도록 했는데, 연습을 반복할수록 그의 도형 그리는 능력이 더 좋아졌다.

연습할수록 점점 잘 그리게 되었다는 것은 그리는 방법에 대해서는 기억을 유지할 수 있다는 것을 뜻했다.

이 같은 사실을 통해 펜필드 연구팀은 기억에 대한 또 다른 개념을 생각할 수 있었다.

머리로 익히는 기억과 몸으로 익히는 기억이 서로 다르다는 사실이었다.

머리로 익히는 기술을 서술기억敍述記憶 declarative memory이라 하고, 몸으로 익히는 것을 절차기억節次記憶 procedural memory이라 한다.

책상에 앉아 책을 읽으며 공부하는 것은 서술기억, 밖에서 자전거를 타는 것을 절차기억이다.

우리가 어릴 때 읽었던 책은 기억나지 않지만, 어릴 때 배웠던 자건거는 오랜만에 타더라도 몇 번 넘어지면 어느 정도 탈 수 있게 된다.

절차기억이 남아 있기 때문이다.

H.M.은 뇌 수술로 서술기억은 손상되었지만, 절차기억은 어느 정도 보존되어 있었던 것이다.

 

이처럼 소중한 뇌과학 정보를 잔뜩 알려준 H.M.이 학계에 유명해지자 수많은 뇌과학자들이 그에게 몰려들었다.

H.M.은 100명 넘는 뇌과학자들과 함께 인생을 보냈다.

하지만 자신은 아무것도 기억하지 못한 채 2008년 82세에 노환으로 사망했다.

H.M.은 우리에게 기억이 관자엽 안쪽과 해마라는 곳에 있으며, 그곳이 모두 제거된다 해도 단기기억과 절차기억은 또 다른 경로로 저장된다는 것을 보여주었다.

 

※출처
1. 김은중, '이토록 재밌는 의학 이야기'(반니, 2022)
2. 구글 관련 자료

 

2026. 3. 31 새샘