뇌는 시각 정보를 저해상도 압축 데이터로 보존한다

PC나 스마트폰 대부분은 앱 등을 메모리에 올리고 여기에서 처리한 데이터를 다양한 형태 파일로 변환해 스토리지에 저장하고 있다. 하지만 데이터를 그대로 저장하자마자 용량이 부족해지기 때문에 예를 들어 이미지 데이터라면 JPEG 같은 포맷으로 압축된다. 인간의 뇌도 마찬가지로 작업 중인 정보를 일시적으로 저장하는 작업 영역인 워킹 메모리 저장을 요약된 압축 데이터로 저장하고 있는 것으로 나타났다.

워킹 메모리는 인간이 날마다 하는 고도의 인지 프로세스에 빠뜨릴 수 없는 중요한 것이다. 하지만 이 정보가 어떻게 기억으로 변환되고 있는지에 대해선 거의 모른다. 뉴욕대학 연구팀은 이미지와 영상을 보는 피험자 뇌를 스캔해 시각적 워킹 메모리를 사용하는 뇌 활동을 조사하는 연구를 실시했다.

이 실험에선 피실험자는 다양한 각도로 기울어진 선 이미지를 12초 동안 보고 기억하고 휴식을 취한 다음 어떤 방향을 향해 기울어져 있었는지 정확하게 생각해내도록 요구했다. 마찬가지로 기울어진 선이 아닌 특정 방향으로 움직이는 점 모음 영상을 이용한 실험도 수행했다. 선 화상과 움직이는 점 영상을 이용한 건 다른 종류 시각 정보인 한편 특정 방향을 나타낸다는 공통점이 있기 때문이다.

연구팀이 실험 중인 피험자 뇌를 기능적 자기공명 영상법 fMRI로 스캔한 결과 기울어진 선 실험에서도 움직이는 점 실험에서도 같은 패턴 신경 활동이 시각야와 두정엽에서 발생하는 것으로 나타났다. 시각 필드는 말 그대로 시각 정보를 처리하는 뇌 영역으로 두정엽은 기억 처리와 보존에 사용되는 영역이다.

연구팀은 다음으로 같은 의미를 가진 다른 시각 기억이 공통 영역에서 동일하게 처리되고 있다는 결과에 주목해 입체적인 뇌 활동 데이터를 평면으로 투영하는 방법을 사용해 분석을 수행했다. 그러자 그냥 칠판을 이용한 판서 같은 패턴이 떠오른다. 연구팀에 따르면 피험자가 선 굵기나 점 개수 등 방대한 정보를 포함한 시각 정보를 어떤 방향을 나타내고 있었는지 간략한 정보를 압축해 보존하고 있었던 걸 의미하고 있다는 것.

다른 연구에서도 123이라는 숫자나 문자를 눈으로 봤을 때 시각 정보가 발음으로 변환한 뒤 기억하고 있다는 걸 확인했지만 이번 연구에 의해 워킹 메모리 정보가 기억으로 변환되는 구체적인 절차가 판명됐다.

이 결과에 대해 연구팀은 시각적 기억은 유연하고 사람이 본 건 이게 뭘 의미하는지 해석한 정보로 추상화된다는 걸 확인했다고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.