>> 뇌력을 키우는 ‘임계기’란? 뇌과학에서는 생후 아이의 뇌가 채 단단해지기 전 시기, 흔히 하는 말로 부드러운 뇌를 유지하는 시기를 ‘임계기’ 혹은 ‘결정적 시기’라고 한다. 이 시간이 뇌의 발달에서는 매우 결정적이고 중요하다. ‘뇌과학과 자녀교육 연구회’에서는 이 시기에 인간의 뇌조직은 환경이나 행동에 따라 다각적으로 변하는 가소성을 지닌다고 말한다. 찰흙으로 토끼 모양을 만든 후 찰흙에서 손을 떼어도 토끼 모양이 그대로 유지되는 것처럼 말이다. 물론 어른이 되어도 뇌는 늘 변하게 돼 있으므로 완전히 굳어버리는 일은 없다. 대체로 5, 6세 무렵까지 뇌의 용량은 성인의 90%에 이르고 이 시기에 살아가는 데 최소한으로 필요한 뇌의 기초가 만들어진다. 뇌가 발달하는 과정은 마치 정원에 나무를 기르는 것과 같다. 키우고 싶은 가지는 잘 돌봐주고 그렇지 않은 가지는 쳐내야 비로소 아름다운 나무가 완성된다. 즉 아이가 살아가는 데 필요한 신경회로나 세포의 기본적인 선별, 도태, 가지치기가 집중적으로 이루어지는 시기인 임계기는 6세 정도까지인 것이다.

>> 뇌를 자극하는 놀이와 학습의 기술

놀이법의 참고서는 옛날 놀이들 요즘 아이들은 밖에서 집단으로 놀 기회가 줄었다는 것은 누구나 공감할 것이다. 불특정 다수의 아이들과 놀 기회는 거의 없어졌다. 공깃돌 놀이나 구슬치기, 팽이치기 등 옛날에 흔히 하던 놀이들이 요즘 아이들에게는 오히려 생소하고 신선해 보일 것이다. 이런 놀이는 5, 6세가 안 된 아이들에겐 어려울 수 있으나 형과 누나가 즐겁게 노는 모습을 보면 들끓는 흥미를 감추지 못할 것이다. 그래서 공깃돌을 움켜쥐고 멀리 던져보는 것만으로도 아이에게는 신선한 경험이 되고 뇌에도 큰 자극이 된다.

자기가 할 수 없는 일에 대해 ‘언젠가는 도전하겠다’며 자극받는 것은 아이의 뇌가 성장하는 데 없어서는 안 될 경험이다.

또 요즘은 옷이 더러워지고 세균으로 불결하다는 이유로 잘 접하지 않는 모래 놀이는 만졌을 때의 간질간질, 보들보들, 까칠까칠 등 태어나 처음으로 경험하는 촉각을 자극하는 놀이다. 이런 자극들을 하나하나 인지하고 처리하는 것을 아이의 뇌는 더없이 좋아한다.

아이에게 마음껏 흥분할 수 있는 시간을 주라 뇌의 발달과정에서 흥분은 억제를 앞선다. 정보 전달의 조정 역할을 담당하는 액셀러레이터와 브레이크를 균형 있게 작용하도록 하기 위해서도 아이의 뇌에는 흥분이 꼭 필요하다. 그것을 위한 효과적인 방법 중 하나가 ‘뒤엉켜 놀기’다.

이 놀이는 규칙이 없다. 중요한 것은 아이가 가진 모든 힘을 마음껏 발휘하는 것뿐이다. 몸속의 모든 근육을 총동원해서 최대한 역동적으로 움직이는 경험은 뇌를 자극하고 또 흥분을 유발한다. 아이는 흥분을 하면서 뇌에서 흥분과 억제의 메커니즘이 정립된다.

흥미롭게도 뇌 안에서는 20%의 억제성 세포가 제 기능을 잘 해낼 때 비로소 80%의 흥분성 세포도 충분히 기능할 수 있고, 흥분하기 때문에 억제할 수 있으며 억제하기 때문에 흥분할 수 있다는 메커니즘이 뇌세포 관련 연구에서도 밝혀졌다.

뇌가 건강하게 발달하기 위해서는 아이를 억압하고 규제할 것이 아니라, 본인이 납득할 때까지 있는 힘껏 마음대로 뛰어놀 수 있게 해줄 필요가 있다. 가정에서도 아이의 뇌를 흥분시키기 위해 부모와 자녀가 씨름이나 밀고 당기기를 하면서 있는 힘을 마음껏 발휘할 수 있는 놀이를 해보자. 아이의 뇌를 흥분시키는 것이 어쩌면 요즘 아이들에게는 가장 필요한 선물일지도 모르겠다.

두근두근, 자연과 만나는 조용한 흥분 뒤엉켜 놀기나 씨름 같은 지극히 동적인 흥분이 침착성과 집중력을 키워주는 한편, 정적인 놀이를 통해서도 아이는 가슴이 터질 듯한 흥분을 느낄 수 있다. 특히 초등학교에 들어간 후 얼마 동안은 정적인 흥분을 더 크게 느낀다.

책을 읽는 것이나 동물과 식물, 곤충과 천체 등 자연을 관찰하면서 깜짝 놀라는 것 혹은 지금까지 몰랐던 것을 알고, 매일 수업을 통해 두근두근 가슴이 설레고 깜짝 놀랄 만한 사실을 발견하는 것도 아이의 흥분을 고조시킨다. 다만, 대자연 속에 아이를 풀어두기만 한다고 저절로 흥분되는 것은 아니라는 사실을 알아야 한다.

아이들은 그 자연과 어떻게 친해져야 하는지 접촉 방법을 가르쳐주는 사람이 있어야 한다. 이 강에는 어떤 생물들이 살고 있고, 어떤 생활을 하고 있는지, 산에는 어떤 나무가 있고 어떤 꽃이 피며 어떤 열매가 열리는가? 그런 자연과 마을은 어떤 관계를 맺으며 살아왔는지에 대한 이야기를 들려주고 놀이 방법을 가르쳐주면서 실제로 체험할 수 있게 해준다.

게임기의 자극은 전두엽을 그냥 스쳐지나갈 뿐 지금까지 뇌의 흥분과 자극의 중요성에 대해 이야기했다. 그렇다면 텔레비전을 보거나 게임을 하는 것으로 가슴을 두근거리게 할 수는 없을까? 확실히 텔레비전을 보거나 게임을 하고 있을 때 흥미진진해하는 아이의 표정을 보면 아이의 뇌에서는 흥분→억제→흥분→의 활발한 활동이 전개되고 있는 것이 분명하다. 그러나 텔레비전을 오래 보거나 게임을 너무 오랜 시간 계속하면 그 자극이 인간다움의 뇌인 전두엽을 그냥 지나치고 만다는 사실이 최근의 연구에서 밝혀졌다.

하루에도 몇 시간씩 게임을 하는 아이의 경우, 시각피질에서 두정엽의 순으로 인지된 시각 정보가 전전두엽은 통과하지 않고 운동피질로 직접 전달되는, 말하자면 생각도 하지 않고 손이 움직이도록 훈련돼버린 경우가 적지 않다. 텔레비전이나 게임기 앞에서 몇 시간씩 집중하고 앉아 있는 아이의 뇌에서는 이처럼 아무 생각 없이 머리가 텅 빈 상태가 비교적 빈번하게 일어난다.

뇌과학이 말하는 외국어 교육의 원칙 언어 습득의 임계기에 있는 아이의 뇌에 어떤 식으로 경험과 자극을 주느냐에 따라 효과가 크게 달라진다. 영어회화 비디오를 보여주거나 들려주는 것이 전혀 효과가 없다고는 단언할 수 없다. 하지만 이왕이면 원어민이라도 비디오나 텔레비전 속의 영어 교사보다는 바로 눈앞에서 살아 움직이는 실체의 원어민 교사가 뇌의 경험이라는 측면에서는 훨씬 효과적이다.

언어 습득의 임계기는 대개 5, 6세까지이며, 11세까지 복수의 언어를 접한 사람과 12세 이후에 접한 사람 사이에는 뇌 속에 언어에 대한 정보처리 지도가 완전히 달랐다는 실험 결과가 있다.

특히 임계기에는 어떻게든 좀 더 많은 정보를 얻으려고 하고 정보처리에도 박차를 가한다. 그런 자극과 처리의 경험을 통해 언어에 대한 두뇌지도는 만들어지고 신경세포나 시냅스(신경세포의 신경 돌기 말단이 다른 신경세포에 접합하는 부위)도 사용되는 것은 살아남고 사용되지 않는 것은 소멸되면서 뇌의 기초가 어느 정도 완성된다. 그 기초가 굳어지기 전에 가능한 한 일찍부터 많은 정보를 가진 실체의 원어민 교사를 접하는 것이 언어를 빨리 습득하는 지름길이다.

>> 우리 아이의 뇌를 위한 영양학 이야기

뇌를 탈진하게 만드는 습관, 아침밥 거르기 뇌에 없어선 안 될 에너지원은 포도당이다. 포도당은 설탕이나 과일 같은 단 음식뿐 아니라 쌀, 빵, 면류 등의 탄수화물에 많이 함유된 영양소다. 포도당이라는 휘발유가 뇌에 공급될 때 비로소 사람은 생각할 수 있고 가득 채워졌을 때 아이의 집중력은 향상되고 공부나 운동도 잘 된다.

저녁 7시에 밥을 먹은 아이가 다음날 아침 7시에 아침밥을 먹는다고 하자. 12시간 동안 포도당 공급에 공백이 생긴다. 게다가 몸은 잠들어 있어도 뇌는 밤에도 낮과 마찬가지로 일을 하고 있기 때문에 아침에 일어났을 때 포도당의 잔고는 그야말로 ‘0’에 가까울 것이다. 이 위기에서 아이를 구해줄 수 있는 것이 아침밥이다. 또 아침 식사를 통해 섭취한 포도당의 효력은 정오까지 아슬아슬하게 지속된다는 사실이다. 시험이나 중요한 일이 있는 날일수록 아침을 꼭 챙겨 먹이도록 한다. 또, 포도당을 섭취하기 위해서는 빵이든 밥이든 그다지 차이가 없지만 아미노산 균형을 생각할 때 빵보다는 영양면에서 훌륭한 밥과 반찬이 더 좋다는 것은 말할 필요가 없다.

점심과 저녁 사이, 아이의 뇌에는 간식이 필요하다 아이는 대개 초등학교에 입학할 무렵 간에 글리코겐을 저장할 수 있게 된다. 만일 낮 12시에 급식을 먹은 아이가 저녁 7시에 식사를 한다고 하면 시간 간격은 무려 7시간이다. 이 공백을 메우기 위해서는 간에 저장된 글리코겐을 분해해 포도당으로 만들어서 어떻게든 저녁 식사 때까지 견뎌내야 한다. 이때 글리코겐의 분해를 촉진하는 것이 간식으로 먹는 단 음식이다. 쿠키나 사탕처럼 간식으로 가볍게 먹을 수 있는 단 음식이 자극이 되어 간에서 글리코켄의 분해를 촉진하는 호르몬 글루카곤이 분비된다.

아이가 단 것을 좋아하는 것은 아이의 뇌가 단 것을 원하고 있기 때문이다. 아이가 단 모유를 있는 힘을 다해 빨아먹는 것처럼, 발달기인 자신의 뇌에 단 음식이 필요하다는 사실을 아이들은 본능적으로 알고 있는지도 모른다. 단, 충치에 대해서는 충분한 주의가 필요하다. 일단 먹었으면 양치질하는 습관을 들이는 등 충치가 생기지 않도록 예방한다.

뇌에 좋은 음식들 ① 자기 전 따뜻한 우유 한 잔 최근 기분을 좋게 하고 치매에도 효과가 있다는 ‘트립토판’이라는 필수아미노산에 대한 관심이 고조되고 있다. 이 트립토판은 아이의 뇌에 꼭 필요한 신경전달 물질인 세로토닌의 재료이기도 하다. 어떻게 하면 트립토판의 흡수율을 높일 수 있을까. 그 열쇠를 쥐고 있는 것이 바로 ‘당’이다. 당 덕분에 무사히 운반된 트립토판을 원료로 하여 뇌에서는 신경전달물질인 세로토닌이 만들어진다. 이렇게 만들어진 세로토닌은 아이의 정서를 안정시키고, 편안한 수면을 도와주며, 커뮤니케이션 능력도 향상시킨다.

취침 전에 설탕을 조금 넣은 따뜻한 우유를 마시면 수면 중인 아이의 뇌에서 세로토닌 신경계를 좀 더 활성화시킬 수 있다.

② 올리브 오일보다 참기름 뇌의 건조 중량의 약 50%는 지방이다. 이 지방도 뇌의 발달기에 부족하면 막대한 지장이 생길 수 있는 영양소 중 하나다. 홍화씨 기름이나 참기름에 함유된 리놀산을 비롯한 n-6계 필수지방산과, 어류에 많은 a-리놀렌산을 비롯한 n-3계 필수지방산이 특히 뇌의 발육에는 꼭 필요하다. 올리브 오일에는 리놀산 등이 함유돼 있지 않다. 즉 건강에 좋은 기름으로 인기를 얻고 있는 올리브 오일보다 홍화씨 기름이나 참기름이 뇌에는 더 좋은, 뇌의 발육에 없어서는 안 될 필수 기름이라고 할 수 있다.

③ 영양제 DHA보다 고등어를! 머리를 좋게 한다고 DHA나 EPA를 영양제로 섭취하면 오히려 뇌의 환경을 악화하거나 뇌세포의 노화를 유발할지도 모른다. DHA는 지방산, 즉 산이다. 산은 공기 중의 산소와 결합해 산화가 시작되는데 DHA 영양제를 개봉한 순간, 공기 중의 산소와 결합해 산화가 시작된다는 이야기다. 이렇게 과산화된 DHA가 뇌로 들어가면 활성산소의 발생 원인이 되고 뇌는 오히려 골칫거리를 끌어안게 되는 셈이다. DHA가 풍부한 등푸른 생선 등 천연 식품을 통해 섭취한다면 활성산소를 걱정할 필요가 없다.

④ 멸치의 칼슘, 시금치의 철분 칼슘이라고 하면 뼈를 연상하기 쉬운데, 사실은 뇌에도 없어서는 안 될 영양소다. 칼슘은 인간의 체내에 가장 많이 존재하는 미네랄로, 그 99%가 뼈와 치아에 있다. 그러나 뇌의 신경세포에도 0.1%로 극히 미량의 칼슘이 존재하는데, 뇌의 정보전달에 중요한 작용을 한다. 미량이긴 하나 없어선 안 되는 영양소다.

또 혈액 중에 철분이 부족하면 빈혈로 뇌로 공급되는 산소 부족을 일으킨다. 뇌는 포도당을 에너지로 바꿀 때 산소를 이용하는데 이 산소를 운반하는 것이 혈액 중의 헤모글로빈이다. 그 성분이 되는 철분이 부족하며 결국 포도당도 에너지로 바뀔 수 없게 된다. 즉, 아침 식사를 통해 기껏 포도당을 섭취해도 뇌의 에너지로 바뀌지 못하면 뇌는 여전히 배고픈 상태에 빠지고 마는 것이다. 특히 태아기를 비롯한 뇌의 발달 초기에 철분이 부족하면 나중에 아무리 많은 철분을 보급해도 개선되지 않아 뇌의 발육에 심각한 영향을 미칠 수 있다.

■기획&정리 / 이유진 기자 ■사진 / 경향신문 포토뱅크 ■참고 자료 / 「평생 뇌력, 6살에 결정된다」(뇌과학과 자녀교육 연구회 저, 브레인월드)