공부를 하다 보면 "왜 이렇게 기억이 오래 안 남을까?"라는 고민을 수없이 하게 됩니다. 단순히 많이 반복한다고 해서 그게 다 장기 기억으로 전환되는 건 아니죠. 뇌 과학에서는 장기 기억이 형성되는 과정에 ‘히스톤 아세틸화’와 ‘히스톤 탈아세틸화’라는 분자적 메커니즘이 깊이 관련되어 있다고 말합니다. 이 글에서는 수험생의 현실적인 고민을 바탕으로 HAT과 HDAC이 어떻게 기억에 관여하는지, 그리고 우리가 실제로 공부 습관이나 생활 습관 속에서 이 과정을 어떻게 활용할 수 있을지 과학적 근거와 함께 풀어보려 합니다.
히스톤 아세틸화(HAT)와 기억 형성의 기본 원리
저도 시험공부를 할 때 가장 답답했던 순간이, 분명히 책을 여러 번 봤는데 막상 문제를 풀려고 하면 머릿속이 텅 비어버리는 경험이었습니다. 그럴 때마다 "나는 왜 이렇게 기억력이 나쁠까?" 자책했는데 사실 뇌 속에서는 그 순간에도 치밀한 분자 수준의 변화가 일어나고 있었습니다.
히스톤 아세틸화는 쉽게 말해 ‘유전자 책을 더 쉽게 펼쳐 읽을 수 있게 만드는 과정’입니다. 히스톤 단백질 꼬리에 아세틸기가 붙으면 크로마틴이 느슨해지면서 학습 관련 유전자들이 발현되기 쉬워집니다. 즉, 공부한 내용이 단순히 단기 기억에 머물지 않고 새로운 단백질 합성을 거쳐 뇌 회로에 안정적으로 자리 잡는 길이 열리는 겁니다.
특히 HAT 효소가 활성화되면 BDNF 같은 신경영양 인자가 늘어나 시냅스가 강화됩니다. 저는 이 부분이 흥미로웠던 게 우리가 공부할 때 느끼는 이제 좀 이해가 된다라는 순간이 사실은 뇌 속에서 HAT이 활발히 작동하고 유전자 발현이 시작되는 시점일 수도 있다는 거예요. 단순히 주관적인 느낌이 아니라 실제로 신경세포가 새로운 단백질을 만들고 회로를 재배치하는 과정이라는 점에서 공부와 생물학이 이렇게 밀접하게 연결되어 있다는 사실이 새삼 놀랍습니다.
히스톤 탈아세틸화(HDAC)와 기억 억제 메커니즘
하지만 여기서 항상 발목을 잡는 게 바로 HDAC입니다. 저는 시험 기간에 유독 스트레스를 심하게 받는 편인데 그럴 때마다 이상하게도 공부한 게 머리에 안 들어오고 들어왔다 싶어도 금방 사라지는 걸 느꼈습니다. 단순히 정신적인 문제라고 생각했는데 알고 보니 스트레스 호르몬인 코르티솔이 HDAC 활성을 높여버린다는 연구가 있더군요.
HDAC은 히스톤에서 아세틸기를 떼어내 크로마틴을 단단하게 압축시키는데 그 결과 학습 관련 유전자의 발현이 억제됩니다. 그러니 당연히 장기 기억 형성에 필요한 단백질도 만들어지지 않고 시냅스 강화도 제한되는 거죠. 수험생 입장에서는 "왜 이렇게 머리가 안 돌아가?"라고 느끼는 순간이 실제로는 HDAC이 과도하게 작동해서 기억을 차단하고 있는 장면일 수 있다는 겁니다.
흥미로운 건 최근 실험에서 HDAC 억제제를 투여한 쥐가 학습과 기억 능력이 눈에 띄게 향상되었다는 보고가 있다는 사실입니다. 물론 사람에게 똑같이 적용할 수는 없지만 적어도 후성유전학적 조절이 단순한 이론이 아니라 실제 기억 능력에 직결된다는 건 분명해 보입니다. 수험생으로서 이걸 접하고 나니 집중이 안 되는 건 내가 게으르거나 멍청해서가 아니라, 뇌 안에서 실제로 분자적 억제가 일어나고 있기 때문일 수도 있구나라는 생각이 들었습니다.
수험생 학습 효율과 HAT·HDAC 균형의 전략적 활용
그렇다면 우리는 수험생으로서 이 메커니즘을 어떻게 이용할 수 있을까요? 저는 이 부분이 가장 현실적이고 중요한 질문이라고 생각합니다. 아무리 뇌 과학적 원리를 알아도 생활 속에서 적용하지 못하면 의미가 없으니까요.
첫째, 수면입니다. 저는 벼락치기를 자주 했는데 오히려 시험장에서 머리가 멍해지는 경우가 많았습니다. 이유를 찾아보니 수면이야말로 HAT 활성을 촉진하고 새로운 단백질 합성을 가능하게 하는 핵심 과정이더군요. 단순히 잠이 중요하다는 말이 아니라 자는 동안 HAT이 기억 관련 유전자 발현을 돕고 시냅스를 강화한다는 점을 알게 되니 수면을 우선순위로 두는 게 단순한 선택이 아니라 전략이라는 생각이 듭니다.
둘째, 운동입니다. 저는 평소 공부 때문에 운동할 시간이 아깝다고 생각했는데 유산소 운동이 BDNF 분비를 늘리고 HAT 경로를 활성화시킨다는 사실을 알고는 생각이 완전히 바뀌었습니다. 오히려 운동이 시간을 빼앗는 게 아니라 학습 효율을 높이는 투자라는 거죠.
셋째, 영양입니다. 오메가-3 지방산, 비타민 B군, 레스베라트롤 같은 성분들이 HAT 활성화와 HDAC 억제를 도와줄 수 있다는 연구들이 있습니다. 저는 시험 기간에 커피와 인스턴트 음식으로 버티곤 했는데 오히려 뇌에 필요한 분자적 밸런스를 망가뜨리는 선택이었다는 걸 알게 된 거죠.
넷째, 스트레스 관리입니다. 솔직히 말하면 시험이 다가올수록 마음이 불안해지고 작은 일에도 예민해졌습니다. 그런데 이런 심리적 불안이 곧바로 코르티솔 분비로 이어지고 HDAC 활성을 높여 기억 형성을 방해한다는 걸 생각하면 마음 챙김이나 짧은 명상 같은 게 단순한 힐링이 아니라 실제로 뇌 과학적으로 효과가 있다는 결론에 도달하게 됩니다.
정리하자면, 수험생이 장기 기억을 형성하는 과정은 단순 반복이나 암기의 문제가 아니라, HAT과 HDAC이라는 후성유전학적 균형에 달려 있습니다. HAT은 기억을 촉진하고, HDAC은 억제하는데 이 두 가지의 균형을 어떻게 생활 속에서 조절하느냐가 학습 성과를 좌우합니다. 저는 이 사실을 알고 난 뒤 공부할 때 "오늘 얼마나 오래 앉아 있었나"보다 "오늘 내 뇌가 HAT을 활성화할 수 있는 환경을 만들었나"를 더 신경 쓰게 되었습니다.
수험생 여러분도 혹시 기억이 잘 안 남는다고 스스로를 탓하고 계신가요? 그렇다면 이제는 자신을 의심하지 말고 뇌의 과학적 원리를 믿어보시길 권합니다. 충분한 수면, 규칙적인 운동, 영양 관리, 스트레스 완화 같은 작은 선택들이 결국 분자 수준에서 HAT과 HDAC의 균형을 바꾸고, 그것이 여러분의 장기 기억을 지탱하는 토대가 될 것입니다. 결국 공부는 단순히 지식을 머리에 욱여넣는 게 아니라 뇌 세포 하나하나의 분자적 변화를 설계하는 과정이라는 사실을 잊지 마시기 바랍니다.