뇌의 발달과정은 대뇌피질 시냅스 연결망의 성장과정이다. 아기가 태어났을 때에는 단지 20조 개 정도의 시냅스를 가지고 있지만, 6세 전후가 되면 시냅스의 연결은 1천조 개 이상 급속하게 증가한다. 부모가 자녀를 키우면서 우리 아이가 천재가 아닐까 착각하는 시기가 바로 아기의 뇌 속에서 시냅스의 밀도가 급속하게 증가하는 시기이다. 

 연구에 의하면 시냅스의 밀도는 일정 기간 과밀해지다가 다시 줄어든다고 한다. 뇌 발달은 단지 시냅스의 연결이 많아지는 것이 아니라 일정기간 '과잉생산(overproduction)'과 '가지치기(pruning)'를 반복한다는 의미이다. 이러한 과정을 통해 시냅스의 연결이 정교해지고, 뉴런의 정보 소통에 효율적인 체계를 갖추게 된다.

 환경 적응에 필요하고 중요한 시냅스는 튼튼하게 만들어가고 꼭 필요치 않는 덜 중요한 시냅스들은 가지치기를 통해 제거한다. 과수원을 가꾸는 농부는 과실나무로부터 튼실한 열매를 얻기 위해 불필요한 가지들은 잘라낸다. 그래서 중요한 가지들을 통해 과실에게 영양이 집중되도록 한다. 이처럼 인간의 뇌 속에서는 뇌를 가장 효율적으로 최적화하여 사용하기 위해 시냅스의 가지치기가 일어난다.

 농부는 맺혀 있는 열매와 나뭇가지를 관찰하면서 살릴 가지와 제거할 가지를 선택하여 최적의 가지치기를 한다. 그런데 인간의 뇌는 무슨 기준을 가지고 어떤 시냅스는 남기고 어떤 시냅스는 제거하는 것일까?

 '시냅스의 가소성'에 대한 지식이 있다면 그 답도 쉽게 알 수 있다. 그 기준은 바로 '반복'이다. 우리가 어떤 행위를 지속적으로 반복하면 뉴런은 그렇게 생성한 시냅스는 매주 중요하다고 판단하여 튼튼하게 만든다. 반면 자주 하지 않는 행동은 뉴런에게 중요하지 않은 시냅스로 인식하게 하여 제거하게 만든다. 이렇게 시냅스의 가지치기가 진행된다.

 자녀에게 스마트폰을 사주면 아이는 화장실을 갈 때도 스마트폰을 들고 들어갈 것이고, 잠을 자기 위해 잠자리로 향할 때도 스마트폰을 들고 갈 것이다. 학원으로 이동하는 시간에도 스마트폰을 보고 있을 것이다. 우리 아이가 이렇게 살고 있으면 뇌 속의 뉴런들은 다음과 같은 기준으로 시냅스의 가지치기를 진행한다. 

 "이 아이는 앞으로 게임을 본격적으로 할 모양이다. 게임 시냅스를 튼튼하게 만들어야지." 

그래서 게임이나 오락에 관계하는 시냅스를 튼튼하게 만든다. '쓰나미'가 와도 무너지지 않는 오락실을 짓고 있는 중이다. 반면 스마트폰 때문에 점점 책을 읽는 시간이 줄어든다. 그러면 뇌는 이렇게 반응한다. 

 "이 아이는 앞으로 책을 읽을 생각은 별로 없나보다. 그동안 지어놓은 도서관 시냅스가 쓸데없어졌네, 차라리 없애는 게 좋겠어." 

 그래서 책을 읽는 데 필요한 시냅스의 연결을 제거하여 없애기 시작한다. 이렇게 스마트폰을 손에 쥐고 3, 4년을 살아내면서 아이들의 뇌 속에서 시냅스의 전면적인 가지치기가 진행된다. 마치 새로운 도시가 재개발되듯이 뇌 속에 시냅스의 재개발 사업이 일어난다.

 아이가 스마트폰이 없을 때는 심심하기 때문에 어쩔 수 없이 책을 읽었을 것이다. 그래서 아이의 뇌 속에서는 책을 읽는 데 필요한 시냅스의 연결, 곧 도서관 시냅스가 지어졌다. 아이가 레고를 쌓으며 놀고 있었다면 그의 뇌 속에는 레고방도 지어졌다. 노래를 하고 놀면서 노래방도 지었을 것이고, 밖에 나가 친구들과 공을 차고 놀기 때문에 축구장도 지어졌다.

 때때로 동생을 괴롭히며 놀면 동생을 괴롭히는 시냅스도 연결되었을 것이다. 동생을 괴롭히려면 얼마나 창조적인 생각이 필요한가? 일단 엄마 눈에 들키지 않기 위해 노력해야 한다. 스마트폰을 가지고 있는 아이는 동생도 괴롭히지 않는다. 스마트폰을 들여다보느라 동생을 괴롭힐 시간조차 없다.

 이렇듯 스마트폰이 없을 때에는 자기 주도적으로 여러 모양의 삶을 살아냈고 그동안 그의 뇌 속에는 그 여러 가지 창의적인 일들을 담당할 수 있는 시냅스의 연결망이 형성되었다. 아동 청소년기의 경험들은 시냅스 연결의 결정적 시기라서 매우 빠르게 연결된다. 어떤 연구자들은 영유아기에는 성인의 두 배 가까운 시냅스의 연결을 갖는다고 주장하기도 한다. 

 그런데 자녀가 초등학교 4학년이 된 기념으로 드디어 스마트폰을 사주었다. 이제 아이는 책을 읽는 대신에 스마트폰을 보기 시작한다. 레고를 쌓고, 친구들과 공을 차며 노는 대신에 스마트폰으로 게임을 한다. 노래를 하는 대신에 스마트폰으로 웹툰이나 영상을 본다.

 이렇게 스마트폰을 쥐고 살면서 아이의 뇌 속에서는 그동안 발달시켜 놓았던 유용한 시냅스의 연결망을 하나씩 하나씩 제거되고, 그 자리에 재미에만 반응하는 오락실 시냅스들이 다시 연결된다. 아이의 뇌가 '종합레저타운으로 전면적인 재개발이 되는 것이다!

 초등학생들이 교실에서 수업을 하면서 자신의 뇌 상태를 표현해보라는 과제에 종합레저타운이 재개발된 자신의 모습을 표현하곤 한다. 유튜브레저타운, 웹툰레저타운, 티비플레저타운, 온갖게임레저타운….

 그렇게 중학생이 된 아이들은 지금 교실에 앉아 있지만, 그들의 뇌 상태는 종합레저타운 조성이 완성된 상태가 되었다. 자극적이고 재미있는 것에는 반응하지만, 진지하게 교수학습이 진행될 때는 집중하지 못하고 흥미를 쉽게 잃어버린다. 그 이유는 바로 그들의 뇌가 레저타운으로 재개발이 되었기 때문이다.

 상상해보자. 어떤 학생이 PC방에 앉아서 책을 읽고 있으면 우리는 어떻게 생각하는가? 이상하게 생각하지 않는가? 마찬가지로 게임만 하고 있는 아들에게 "아들아, 게임 그만 하고 책을 읽어라!"라고 하거나, 스마트폰만 들여다보고 있는 딸에게 "우리 딸, 언제까지 스마트폰만 할 거야. 책은 안 읽어?"라고 말하는 것이 무슨 의미가 있겠는가? 아이들의 대답은 이렇다. 

 "엄마 저의 대뇌피질 속을 좀 보세요. 여기 지금 PC방이에요. 지금 저는 레저타운에서 즐기고 있다고요. 이 상황에 왜 책을 읽으라는 이상한 요구를 하세요?"

 가지치기는 영유아기에는 감각인지기능과 언어발달, 운동기능에서 주도적으로 일어난다. 태어난 지 10개월 된 아기는 모든 원숭이의 얼굴을 구별해낼 정도로 시각적 인지능력이 뛰어나다. 그러나 3세가 지나면서 서서히 세밀한 시각적 인지영역이 가지치기가 시작된다. 

 언어영역에서도 가지치기가 일어난다. 영유아기 아이들은 상황과 맥락에 맞지 않는 말들을 아무렇게나 늘어놓는다. 그러다가 6~7세가 되면 언어가 정교화 되기 시작한다. 이 시기에 뇌 속에서는 언어영역의 가지치기가 시작된다. 

 연구에 의하면 라디오처럼 혼잣말을 많이 하는 '아스퍼거증후군' 아이들의 경우에는 시냅스의 밀도가 일반 아동보다 훨씬 높다고 한다. 가지치기가 되지 않은 상태이다. 정교한 언어를 구사하기 위해서 언어를 담당하는 시냅스의 가지치기가 매우 중요하다는 것을 시사한다. 

 이 시기에 아이들이 부모나 선생님과 문답하며 소통하고, 혼자놀이를 통해 역할극을 하는 과정을 통해 언어를 담당하는 시냅스 영역에서 중요한 시냅스를 튼튼히 하고 그렇지 않은 시냅스를 가지치기한다. 

 그런데 언어가 발달하는 3세에서 10세 사이의 결정적 시기에 스마트기기의 영상에 많이 노출된 아이들은 언어시냅스의 가지치기에 문제가 생긴다. 일방적인 소리언어에 반복적으로 노출되면서 상대방과 소통하기 위해 꼭 필요한 중요한 시냅스와 그렇지 않은 시냅스를 구별해 내고 가지치기 하는 일을 효과적으로 수행하지 못하게 된다.

 결과적으로 후천성 유사 '아스퍼거증후군'처럼 다른 사람의 이야기를 차분히 듣지 못하고 상대방의 말과 상관없이 혼자 떠들며 소통이 잘 안 되는 언어적 문제를 갖게 된다. 어린이집과 유치원에서 이렇게 언어적 소통에 문제가 있는 스마트폰 중독 아동들이 점점 많아지고 있어 선생님들의 어려움도 커지고 있다.

 10세 이후에 사춘기에 접어들면서 두 번째 매우 중요한 시냅스의 가지치기가 시작된다. 그것은 사고와 분별력, 도덕성과 절제력을 담당하는 전두엽에서 이루어진다.

 연구에 의하면 사춘기를 지나면서 전두엽에 집중적인 시냅스의 가지치기가 이루어진다. 언어영역 시냅스의 과잉연결로 '아무런 말'이나 하는 유아들처럼 전두엽의 사고력과 분별력, 도덕성과 절제력을 담당하는 시냅스의 과잉연결로 사춘기 아이들의 특성 중의 하나인 일탈과 철없음을 설명할 수 있다. 

 청소년기 아이들이 책을 읽고 진지하게 사유하며 자신의 정체성에 대해 고민하면서 시간을 보낼 때, 전두엽에서는 중요한 시냅스의 연결을 튼튼히 하고 그렇지 않은 연결들을 제거하면서 시냅스의 가지치기를 통한 성숙한 어른의 자리로 나아간다. 

 그런데 우리 청소년 자녀들이 지금 책 대신에 스마트폰의 즉흥적이고 감각적인 재미와 오락에 빠져 살면서 전두엽에서의 가지치기에 문제가 생기고 있다. 요즘 아이들이 생각이 없고, 무기력하며, 옳고 그름에 대한 분별력이나 주의집중력이 약해지고 있는 모습에 걱정이 많다. 그 중심 원인 중에 스마트폰에 빠져 살면서 전두엽에서 가지치기의 시스템 오류가 일어나고 있다.

 과수원을 가꾸는 농부가 게을러서 나무의 가지치기에 신경을 쓰지 않는다면 양질의 열매를 거둘 수 없다. 마찬가지로 우리 자녀들이 스마트기기에 빠져 있도록 방치한다면 자녀가 똑똑하고, 공부 잘하고, 창의력을 발휘하는 삶을 살아내기를 기대하는 것은 단지 부모의 욕심일 뿐이다.

 자녀의 뇌 속에 그들의 삶을 성공적으로 살아내는 데 꼭 필요한 시냅스가 제거되고 그 자리에 레저타운이 재개발되지 않도록 가능한 한 스마트폰을 멀리해야 한다.

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