도파민을 이용한 깜짝 놀라는 공부법

https://youtu.be/JGQ-605WBk8

1. 도파민 공부법

1-1. 도파민과 학습
- 도파민은 중독이 아닌 습관으로 이해해야 함
- (중요) 도파민은 뇌에서 학습에 중요한 역할을 함
- 파블로프의 개 실험에서 도파민은 종소리에 반응하여 침을 흘리게 하는 조건반사임
- 도파민에 중독된 쥐는 조건반사를 보이지 않음
- 도파민 중독이 아닌, 도파민에 의존한 습관을 의미함

1-2. 도파민 작용 원리
- 도파민은 보상에 반응하여 작용함
- 원숭이의 도파민 세포는 목마른 상황에서 갑자기 주스를 주면 활발히 반응함
- (중요) 반복적인 보상은 도파민의 예측 가능성에 영향을 미쳐 도파민이 줄어들게 함
- 보상을 예측할 수 없게 되면, 신호에 도파민이 반응하여 학습이 이루어짐
- 이는 학습을 통해 도박에 중독되는 원인과 유사함

1-3. 공부 전 테스트
- 공부 전 사전 테스트가 효과적임
- 뇌과학에 대한 글을 읽고, 강조된 부분을 푸는 테스트를 제안함
- 사전 테스트를 풀었다가, 그 다음에 공부를 하면 문제를 맞을 확률이 높아짐
- 문제를 미리 암기한 그룹이 공부를 못한 그룹보다 더 좋은 성과를 보임
- 예측을 하지 않으면, 자기 생각과 달라도 기억에 남지 않음

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공부를 이런 식으로 하면 어떻게 될까요? 요즘 도파민이라는 말을 많이 쓰죠 도파민을 마치 중독성 있는 해로운 물질처럼 여기는 경우도 많이 있는데요. 여러분 파블로프의 개 아시죠. 개에게 뇌에 먹이를 주기 전에 종소리를 들려주면 나중에 종소리만 들어도 침을 흘리게 됩니다. 이걸 조건반사라고 하는데요. 뇌에서 도파민과 관련된 신경회로가 고장 난 쥐들은 이런 조건반사를 보이지 않습니다. 즉 도파민의 중요한 기능 중의 하나는 학습입니다. 하루 종일 유튜브를 보고 있거나 이런 것을 도파민 중독이라고도 하는데요. 실제로는 도파민에 중독된 것은 아니고 그냥 나쁜 습관이 든 것이죠. 그런 습관을 배울 때 도파민이 작용하는 것뿐입니다. 그래서 뇌에서 도파민이 작용하는 방식을 잘 이해하면 좋은 습관을 배우는 데도 쓸 수 있고요. 공부의 효율을 높이는 데도 활용할 수 있습니다. 여기에는 굉장히 상식을 깨는 방법도 있는데요.

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어떻게 하는 것일까요? 이번 영상에서는 도파민의 작용 원리와 이를 이용해서 공부의 높이는 의외의 방법을 알아보도록 하겠습니다. 도파민의 기능에 대해서는 아직까지 완전히 밝혀진 것은 아니고 여러 가지 가설이 있는데요. 그중에 가장 유력한 가설로 보상 예측 오차 가설이라는 것이 있습니다. 쉽게 말해 도파민은 우리의 기대에 어긋난 일에 반응한다는 것입니다. 한 실험에서는 살아있는 원숭이의 뇌에서 도파민 세포의 반응을 실시간으로 관찰을 했는데요. 도파민 세포는 아무 일이 없어도 일정하게 반응을 합니다. 그런데 목마른 원숭이에게 갑자기 주스를 주면 이 세포들의 활발한 반응이 나타납니다. 이것만 보면 아 도파민은 보상에 반응해서 나오는구나 이렇게 생각할 수 있는데요. 그러면 파블로프의 개 실험처럼 종소리로 신호를 먼저 주고 보상으로 주스를 주면 어떻게 될까요? 처음에는 보상의 도파민이 나오다가 반복하면 점점 도파민이 나오지 않게 됩니다.

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왜냐하면, 이 보상은 신호로부터 예측 가능한 것이기 때문에 그렇습니다. 예측 못한 보상을 받으면 도파민이 나와서 그걸 학습하게 하고요. 학습이 되어서 이제 보상을 예측할 수 있으면 더 이상 도파민이 나오지 않는 것입니다. 대신에 이제는 종소리 같은 신호의 도파민이 나오게 되는데요. 왜냐하면, 이 신호로 보상을 예측할 수 있는데, 신호 자체는 예측할 수 없게 갑자기 나왔기 때문에 도파민이 나오는 것입니다. 그러면 이번에는 신호를 주고 보상을 안 주면 신호에서 도파민이 나왔다가, 예측했던 보상이 안 나오니까 갑자기 도파민 세포들이 조용해집니다. 분위기가 싸해지는 것이죠. 이것이 반복되면 나중에는 신호를 줘도 보상을 예측하지 않게 되기 때문에 신호에도 도파민이 안 나오게 됩니다. 여기서도 볼 수 있듯이 우리의 뇌는 예측하지 못하는 것에 민감하게 반응합니다. 그리고 학습이 이뤄지죠 도박에 중독되는 것에도 이런 이유가 있는데요.

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은행 이자처럼 보상이 따박따박 예측한 대로 나오는 것이 아니라 갑자기 예측 못하게 주어지기 때문이죠. 흔히 도파민 중독이라고 말하는 것들이 다 비슷한 성질을 가지고 있는데요. 유튜브의 경우에 썸네일만 보고 영상을 클릭을 했을 때 재미가 없을 때도 있지만 기대 이상으로 재미있는 영상이 나올 때가 있죠. 쇼츠는 더 하죠. 넘기고 보고 넘기고 보는 걸 굉장히 짧은 간격으로 반복하다가 재미있는 것 하나가 걸리면 도파민이 팡팡 터지게 됩니다. 이걸 공부에 의외의 방법으로 활용을 할 수가 있습니다. 우리가 공부를 할 때 보통은 책을 읽거나 강의를 먼저 듣고요. 그다음에 문제를 풀어봅니다. 이것도 이것대로 좋은데요. 순서를 좀 바꿔서 문제를 먼저 풀고 책을 읽거나 강의를 들을 수 있습니다. 이렇게 배우기 전에 문제를 푸는 것을 사전 테스트라고 합니다. 배우지도 않았는데 문제를 풀면 뭐 하냐? 이렇게 생각할 수 있지만 꽤 효과가 있는 방법입니다. 한 연구에서는 사람들에게 뇌과학에 대한 글을 주고 공부하게 했습니다.

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이때 무작위로 어떤 사람들은 정해진 시간 동안 공부만 했고요. 다른 사람들은 똑같은 시간 동안 글의 내용과 관련된 문제 5개를 사전 테스트로 먼저 풀고 남은 시간 동안 공부를 시켰습니다. 그러면 사람들이 뇌과학을 잘 모르니까 사전 테스트는 다 틀렸겠죠. 실제로도 거의 다 틀렸는데요. 어쩌다 맞은 경우가 몇 개 있기는 했지만, 이런 경우는 이후 분석에서 제외했습니다. 사람들에게 공부하라고 준 글에는 굵은 글씨로 강조된 부분이 10군데 있었는데요. 이 중에 5군데는 사전 테스트 문제의 답에 해당했습니다. 일주일 뒤에 이 사람들에게 글의 내용을 가지고 시험을 치게 했는데요. 강조를 안 한 부분에서 낸 문제는 제일 많이 틀렸고요. 굵은 글씨로 강조했던 부분에서 낸 문제는 좀 더 많이 맞았습니다. 그중에서도 사전 테스트를 풀었던 사람들은 그 사전 테스트에 나온 내용을 가장 많이 맞혔습니다.

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즉 사전 테스트를 하면 그걸 다 틀려도 그다음에 공부를 할 때 문제로 나왔던 내용이 기억에 더 잘 남는다는 것이죠. 물론 문제를 미리 알려줬으니까 그런 게 아니냐 이렇게 생각하실 수도 있는데요. 그래서 같은 논문의 다른 실험에서는 이것을 확인해 보았습니다. 이번에는 세 그룹으로 나눠서 공부 그룹은 그냥 공부를 하고요. 문제 암기 그룹은 사전 테스트 문제를 주고 풀지는 말고 그대로 외우게만 했습니다. 그리고 나서 공부를 하게 했습니다. 마지막으로, 문제 풀기 그룹은 사전 테스트를 풀고 공부를 하게 했습니다. 만약 문제를 미리 알아서 잘 푸는 것이면 문제를 암기한 그룹과 문제를 푼 그룹의 점수가 같아야겠죠. 문제 암기 그룹도 나중에 시험을 보면 사전 테스트에 나왔던 문제를 더 잘 풀기는 하는데요. 문제를 직접 푼 그룹은 그보다도 더 잘 풀었습니다. 그러니까 사전 테스트를 풀면 기억을 더 잘하는 이유가 단순히 문제를 미리 알아서 그런 것이 아닙니다.

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문제를 푸는 행위 자체에 뭔가가 있는 것이죠. 그 뭔가에는 여러 가지가 있는데요. 한 실험에서는 사람들에게 두 개의 나라 중에 어느 쪽이 인구가 더 많은지 예측을 하게 했습니다. 예를 들면 덴마크와 벨기에 중에 어느 쪽이 인구가 더 많을까요? 이런 걸 물어본 거죠. 여기에서 사람마다 물어보는 방식을 조금 다르게 했는데요. 한 조건에서는 먼저 예측을 하게 한 다음에 답을 공개했습니다. 이때 사람들의 동공 크기를 실시간으로 측정했는데요. 우리가 놀라면 눈이 휘둥그레지죠 이때 동공도 확장이 됩니다. 사람들은 자기 예측과 정답이 일치할 때보다 예측과 정답이 다를 때 동공이 더 커집니다. 깜짝 놀라는 것이죠. 그리고 맞았을 때와 틀렸을 때 동공 크기의 차이가 크면 클수록 나중에 다시 테스트하면 점수가 더 높아졌습니다. 그러니까 예측과 달라서 깜짝 놀라면 그게 기억에 잘 남는다는 것이죠.

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다른 조건에서는 예측하는 단계 없이 바로 답을 보여주었습니다. 그리고 나서 너는 어느 쪽이 인구가 더 많다고 생각했어. 이렇게 물어보았는데요. 이 경우에는 정답과 자기 생각이 같든 다르든 동공 크기의 차이가 없었습니다. 그리고 동공 크기 차이가 테스트 점수 향상에 영향을 미치지 않았습니다. 그러니까 예측을 하지 않으면 자기 생각과 달라도 그냥 아 그렇구나 하고 별로 놀라지도 않고요. 기억에 더 남지도 않는 것이죠. 아마 지금 이 이야기도 아 그냥 그렇구나 이렇게 별 생각 없이 들으시면 나중에 영상 내용이 잘 기억 안 나실 겁니다. 이런 현상이 사전 테스트가 효과가 있는 이유 중에 일부를 설명하는데요. 사전 테스트를 하면 나중에 공부를 할 때 자기 예측과 다른 답을 보고 놀라게 되고요. 이런 놀라움이 기억에 영향을 미치게 됩니다. 실제로 동공의 크기가 커졌다 작아졌다 할 때 중뇌의 청반 lc라고 하는 부위의 뇌세포 활동을 보면 동공이 커질 때는 lc에서 뇌세포들이 활발하게 반응을 하고요.

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동공이 작을 때는 그렇지 않습니다. 이 lc 영역에서는 도파민이 노르에피네프린 또는 노르아드레날린이라고 하는 물질로 변하는데요. 이 노르에피네프린 자체도 주위와 기억에 영향을 주고 vta나 snc처럼 도파민이 나오는 뇌 영역에 영향을 미쳐서 도파민이 나오는 것을 조절하기도 합니다. 그러니까 책을 읽거나 동영상 강의를 보고 공부를 하시기 전에 한 번도 본 적이 없는 주제라도 제목이나 목차를 보고 일단 무슨 내용일까? 하고 예측을 한번 해보시고 공부를 하면서 아 이런 내용이었어 하고 예측과 다른 부분에 놀라움을 느끼시면 더 효과적으로 공부할 수 있습니다. 그리고 사전 테스트의 효과에는 이런 놀라움만 영향을 미치는 게 아닌데요. 사전이든 사후든 모든 테스트에는 공통적인 효과가 있습니다. 이런 테스트의 효과에 대해서는 이전 영상을 참고하시면 되겠습니다. 저는 또 다른 영상으로 돌아오도록 하겠습니다. 좋아요.

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