뇌가 나의 마음을 만든다

 

---

뇌가 나의 마음을 만든다

저자

빌라야누르 라마찬드란 지음

출판사

바다출판사 | 2006-09-01 출간

카테고리

과학

책소개

뇌과학 교양서. 이 책은 세계적인 뇌과학자인 저자가 BBC의 '...

---

1. 뇌속의 환상
- 팔이 절단되면 손에 상응하는 뇌피질의 일부는 아무런 신호를 받지 못함. 이렇게 되면 퇴피질은 감각이 입력되기를 바라며, 얼굴 피부에서 나오는 감각은 인접한, 잃어버린 손에 상응하는 빈 영역을 침공함. 그런 다음 얼굴에서 나오는 신호는 잃어버린 손으로부터 나오는 것처럼 뇌의 상위 중추에 의해 잘못 해석됨. 이런 신호의 특이성은 매우 강제적이기 때문에 얼굴에 얼음조각이나 따뜻함 물을 부어도 환상사지를 차갑게 혹은 따뜻하게 만드는 결과를 초래함. 빅터라는 환자는 자신의 얼굴에 물이 똑똑 떨어지기 시작하자 자신의 환상팔에도 물이 똑똑 떨어지는 것을 느꼈음. 그가 팔을 올리자 물리학 법칙과는 반대로 물방을이 자신의 환상팔을 따라 올라가는 것을 느끼고는 깜짝 놀랐음.
- 모든 의대생들이 배우는 지식 가운데 하나는 뇌 속의 연결고리들이 태아기나 유아기 초기에 형성되며, 일단 한번 형성되고 나면 성인이 되어도 변하는 것은 아무것도 없다는 사실임. 이것이 바로 뇌졸중처럼 신경계가 손상을 입으면 거의 기능이 회복되지 않는 이유임. 또한 우리는 악명높을 정도로 신경관련 질환을 치료하기가 어려운 이유가 바로 그 때문이라고 배웠음. 지켜본 바에 의하면 이런 견해와 모순되며, 심지어 성인의 뇌에도 엄청난 유연성이 존재한다고 생각됨. 그런 뇌의 유연성은 환상사지 환자를 이용한 5분짜리 실험으로 입증할 수 있음. (거울실험)
- 우리가 일반적으로 고통을 하나로 생각하지만 실제로는 다른 기능을 위해 진화되었을지도 모르는, 적어도 두가지 다른 종류의 고통이 있음. 급성통증은 예를 들어 불로부터 반사적으로 탈출하도록 하고, 또한 가시와 같이 유해하거나 통증을 유발하는 물체를 피할 수 있도록 학습하는 방향으로 진화했음. 골절이나 괴저 같은 만성통증은 또 다른 형태임. 만성통증은 반사적으로 팔을 마비시키는 방향으로 진화했음. 따라서 완전히 치료가 될 때까지 추가적인 부상을 방지하며, 휴식을 취할 수 있게 만듬.
- 모든 농담의 공통요소는 급소를 찌르는 말이나 구절처럼 이전 사실들에 대한 완전한 재해석을 필연적으로 수반하는 어떤 기대하지 못한 비틀기를 통해 사람들의 예상을 바꾸는 것임. 분명, 갑작스러운 비틀기 그 자체만으로는 웃음을 자아내기 어려움. 만약 그렇지 않다면 사람들은 패러다임 이동을 낳을 모든 위대한 과학적 발견에, 자신의 이론이 반박당한 사람조차도 박장대소할 것임. 재해석 자체만으로도 충분하지 않음. 웃음의 새로운 모델은 하찮아야 하며 결과도 사소한 것이어야 함.
- 웃음은 '그것은 잘못된 경보다'라고 알려주는 자연의 방식임. 이와같은 주장이 진화론적인 입장에서 유용한 이유는 리드미컬한 스타카토와 같은 웃음소리가 우리의 유전자를 공유하는 친족에게 '이와 같은 상황에 귀중한 자원을 낭비하지 말라. 그것은 잘못된 경보다'라는 사실을 알리기 위해 진화했음. 웃음은 자연이 말해주는 OK신호임.
2. 뇌는 어떻게 세상을 보는가
- 우리 영장류는 고도로 시각적인 생명체임. 우리는 단지 하나의 시각영역, 시각피질을 가지고 있는 것이 아니라 우리 뇌의 뒤쪽에 세상을 볼 수 있게 해주는 30개의 영역이 있음. 왜 하나가 아닌 30개의 영역이 필요한지는 명확하지 않음. 아마도 각 영역이 시각의 상이한 측면에 맞게 특화되어 있는 듯함. 예를 들어 V4라는 영역은 주로 색에 대한 정보를 처리하고 색을 보는 역할을 하는 반면, MT라는 두정엽의 다른 영역은 주로 움직임을 보는 역할을 함. 뇌 양쪽의 V4가 손상되면 대뇌피질성 색맹 혹은 완전색맹이라는 증후군을 낳음. 색맹환자는 흑백영화와 같이 무채식으로 세상을 보게 되지만 신문을 읽고, 사람들의 얼굴을 구분하고 움직이는 방향을 보는 데는 아무 문제가 없음. 반대로 MT가 손상되면 그 환자는 여전히 책을 읽고 색을 볼 수 있지만 무엇이 얼마나 빨리 어느 방향으로 움직이는지는 볼 수 없음.
- 망막에서 보낸 정보는 시신경을 통해서 뇌 속에 존재하는 두개의 시각중추로 전달됨. 그 가운데 하나는 진화론적으로 오래된 경로인데, 뇌줄기에 있는 윗둔덕이라는 구조물을 포함함. 두번째 경로, 즉 새로운 경로는 뇌의 뒤쪽에 있는 시각피질로 감. 새 경로는 일반적으로 시각이라 간주하는 대부분의 활동, 의식적으로 대상을 인식하는 것과 같은 활동을 함. 반면에 옛 경로는 시야에 들어오는 대상의 공간적 위치와 관련이 있어서, 그것을 향해 손을 뻗거나 그쪽으로 눈을 돌리게 함. 옛 경로는 망막의 매우 뾰족한 중심오목(high aciuty central foveal)영역이 대상을 향하도록 함. 그 결과 새 시각경로는 그 대상물을 확인하고, 그것을 먹거나 교배하거나 그것으로부터 도망가거나 그것의 이름을 부르는 것과 같은 적절한 행동을 하도록 지시함.
- 거울뉴런이 인간의 진화과정에 중요한 역할을 했다고 생각됨. 우리 종의 특징 중 하나는 소위 문화라는 것임. 문화는 무엇보다 선생님이나 부모님을 모방하면서 생기는 것이고, 복잡한 기술의 모방은 거울뉴런에 의해 가능함. 5만년 전쯤 어딘가에서 거울뉴런 복합체가 충분할 정도로 복잡해지면서 복잡한 행동을 모방하는 능력이 폭발적으로 진화했으며, 그것이 이번에는 우리를 인간으로 특징지어준 정보의 문화적 전달로 이어졌다고 생각됨. 또한 거울뉴런을 통해 다른 사람의 의도나 행동에 대한 일종의 가상현실 시뮬레이션이 가능해지며, 그러한 가상현실 시뮬레이션은 왜 우리 인간이 타인의 행동을 예측하기 위해 '타인의 마음 이론'을 구축하는 데 능숙한 마키아벨리적 유인원인지 설명해줌. 거울뉴런은 복잡한 사회적 상호작용에 필수적이며, 최근의 몇몇 연구결과에 따르면 자폐아들의 경우 이 체계가 손상된 것으로 나타났는데, 이것이 그들의 극단적인 사회적 부적응을 설명해줄지 모름.
3. 뇌는 어떻게 아름다움을 판단할까
- 예술가들은 시행착오와 시행착오와 통찰력, 천재성을 통해 원시성을 발견해 왔음. 그들은 그와 같은 원시성을 자극하며, 뇌에 3개의 줄무늬(재갈매기 부리)가 있는 긴 막대기와 같은 것을 창조하고 있음. 그 결과로 나온 것이 헨리무어이고 피카소임
- 시각은 주로 사물들을 발견하고 위장을 제거하는 방향으로 진화했음. 여러분이 여러분 주위를 돌아보고 사물을 또렷하게 볼 수 있을 때는 느끼지 못할 것임. 하지만 살랑살랑 흔들거리는 녹색 나뭇잎 사이로 사자를 발견하기 위해 나무 꼭대기로 허둥지둥 뛰어 올라가는 여러분의 조상격인 유인원이라고 생각해보자. 여러분은 나뭇잎 때문에 노란 사자의 산산조각난 모습만을 볼 수 있을 것임. 그러나 뇌의 시각중추는 그 모든 상이한 노란 조각들이 단지 우연히 그렇게 모여 있을 가능성은 없다는 사실을 알고 있음. 그 조각들은 하나의 사물에 속하는 것이어야 함. 우리의 뇌는 그 조각들은 하나의 사물에 속하는 것이어야 함. 우리의 뇌는 그 조각들을 하나로 연결시켜 전체적인 모습을 바탕으로 사라지는 사자라는 결론을 내리고 변연계에 '아하'라는 신호를 보내며, 줄행랑치라고 알림.
- 인간은 왜 예술을 창조했는가?
(1) 사물을 발견하고 주의를 기울여 그것을 인식하기 위해 미학법칙이 진화했지만 그것이 그런 직접적인 목적에 봉사하지 않을 때에도 인공적으로 과도하게 자극될 수 있음. 열량와 영양붐은 전혀 없는 사카린이 과도한 단맛을 내는 것처럼 말이다.
(2) 밀러가 주장하였듯이 예술적 재능이란 눈과 손의 조화에 얼마나 능숙한지를 나타내는 하나의 지표이며 따라서 미래의 반려자를 유혹하는 데 적합한 유전자를 광고하는 수단인지도 모름. 아직 나도 확신을 갖지 못한 아이디어임. 이것만으로는 지표가, 실제 예술이 그런것처럼, 특정한 형태를 취하는 이유를 설명할 수 없음. 무엇보다 심지어 페미니스트가 아니라 어떤 여성도 수를 놓고 뜨개질을 하는 것이 뛰어난 손과 눈을 조화시키는 능력을 요구함에도 남성을 유혹하는 데 효과가 있음을 발견하지 못함. 핵심은 훨씬 직설적인 지표, 예를 들어 남성이 매력을 느끼는 궁술이나 창던지기 능력은 왜 지표로 사용하지 않느냐는 점임
(3) 나는 피카소 작품을 소유하고 있으니 나를 도와서 우리의 유전자를 퍼뜨리자는 이론으로 스티븐 핑커는 사람들은 자신의 재력을 알리기 위한 지위상징으로 예술을 필요로 한다고 주장함
(4) 예술은 가상현실 시뮬레이션의 형태로 진화했을지 모른다는 생각으로 지은이가 선호하는 아이디어임. 여러분이 앞으로 있을 아메리카 들소사냥이나 전투를 시연할 때처럼 여러분이 무언인가를 상상핼 때에도 실제 그것을 수행할 때와 같은 뇌 회로가 활성화됨. 따라서 여러분은 내부 시뮬레이션을 통해 실제 시연에 따르는 에너지 소비나 위험성 없이도 시나리오를 연습할 수 있음.
4. 공감각, 진화하는 우리 마음의 메타포
- 왜 혼선이나 교차활성이 일어날까? 이런 현상이 가족간에 대대로 일어난다는 사실을 통해 하나 또는 여러 유전자 세트가 이 현상과 관련이 있을 것으로 보임. 이런 불량 유전자가 무엇을 하고 있는 것일까? 한가지 가능성은 우리가 태어날 때는 뇌가 과도한 접속상태에 있다는 것임. 태아 시기에는 과도한 접속상태이다가 가지가 쳐져 나가면서 규격화된 성인의 뇌가 되는 것임. 이들 공감각자의 뇌에는 일명 가지치기 유전자가 결여되어 뇌의 영역간 교차활성이 나타나는 것으로 보임. 또는 일부 화학물질의 불균형으로 인해 정상적으로는 느슨하게 연결된 뇌의 인접지역간에 교차활성이 일어나는지도 모름.
- 오랫동안 알려져 왔으면서도 무시되어왔던 공감각에 대한 진기한 사실 가운데 하나는 일반적으로 공감각이 예술가, 시인, 소설가들에게서 7배나 나타난다는 사실임. 예술가, 시인, 그리고 소설가가 공통적으로 지닌 특징은 은유를 구성하는 그들의 기법임. 멕베스가 삶에 대해 "꺼져라, 꺼져, 덧 없는 촛불아"라고 말했던 것처럼, 그들의 뇌는 겉보기에는 아무런 관련이 없는 개념을 연결시키는 것처럼 보임. 그러면 왜 삶을 하나의 초에 비유했을까? 삶이 하나의 긴 흰색의 그 무엇과 같아서일까? 그건 분명 아님. 정신분열증 환자를 제외하고는 은유적 표현을 글자 그대로 받아들이지는 않음. 어떤 면에서 삶은 초와 같은. 삶은 덧없으며, 죽을 수 있으며, 단지 매우 짧은 기간 동안만 빛을 발함. 우리의 뇌는 모든 것을 올바르게 연결시킴. 세익스피어 역시 이것에 관한 대가였음.
- 교차활성이나 과도한 연결 유전자가 뇌의 방추회나 모이랑에 국한되지 않고 뇌 도처에 더욱 확산되어 발현된다고 상상해보자. 우리가 이제까지 보아왔듯이 그 유전자가 방추회에서 발현되면 하위 공감각자가 될 것이고 모이랑/TPO연결점에서 발현된다면 상위 공감각자가 될 것임. 그러나 뇌의 전역에서 그 유전작 발현된다면 뇌 전역에 훨씬 더 과도한 연결성을 지니게 되고, 결국 그 사람은 겉보기에 아무 관련성이 없는 것을 연결시키는 능력인 은유적 경향을 더욱 띠게 될 것임.
- 모이랑은 전략적으로 두정엽(촉각과 자기수용과 관련), 측두엽(청각과 관련), 및 후두엽(시각과 관련) 사이의 교차로에 위치함. 따라서 모이랑은 서로 다른 감각형태가 집중됨으로써 우리 주변의 사물에 대한 추상적이고 자유로운 양상의 표현을 할 수 있도록 전략적으로 위치해 있는 것임. 논리적으로는 톱니모양과 kiki라는 소리는 아무 공통점이 없음. 모양이라는 것은 평행하게 망막을 때리는 광자로 구성되어 있고, 소리는 내이에 있는 청각세포를 때리는 일종의 날카로운 공기의 진동임. 그러나 뇌는 공통된 분모인 톱니 모양의 성질을 끄집어냄. 우리 인간을 뛰어난 존재로 만드는, 우리가 추상화라고 부르는 성질의 처음 출발점이 바로 모이랑임. 왜 이런 능력이 인간에게서 처음으로 발달되었을까? 왜 교차양상 추상화일까? 하등 포유류, 원숭이, 유인원 그리고 인간의 뇌를 비교해보면 TPO연결점과 모이랑이 점차로 확대되는 것을 발견할 수 있는데, 그 발달 정도는 가히 폭발적임. 특히 인간에게 더욱 그러함. 인간에게 이런 능력이 초기에 발달되어 우리가 나무꼭대기에 나뭇가지를 움켜잡고 이 가지에서 저가지로 뛰어다니면서 살아남는데 도움이 되었을 것임. 이런 행동을 수용하기 위해서는 팔과 손가락의 각도를 조절하여 근육과 관절의 수용체에 의해 신호가 전달되는 자기수용 지도와 가지의 시각적 모양의 수평상태(광량자의 수평적 배열)를 일치시킬 필요가 있음. 이것이 바로 모이랑이 점점 더 커진 이유임. 그러나 일단 교차양상 추상화에 관여하는 이런 능력이 발달되자 그 구조는 이번에는 현대 인간을 뛰어나게 만든 추상화의 다른 형태를 위한 탈적응이 되었음. 어떤 구조를 원래 발달된 목적보다는 다른 것을 위해 기능하도록 하는 이런 기회주의적 강탈은 생물학에서 예외적인 일이기보다는 하나의 규칙임. 예를 들어 파충류에서 씹기 위해 발달된 아래턱에 있는 2개의 뼈는 포유류에서 듣는데 사용되는 중이에 있는 작은 뼈로 전환되었음. 그 이유는 단순한데, 이들 뼈들이 적절한 때와 장소에 있었기 때문.
5. 뇌과학-마음의 비밀을 푸는 21세기의 철학
- 나중에는 우리가 언어라고 부르는 메커니즘으로 융화되어 갔으나 처음에는 다른 목적을 위해 진화된 많은 메커니즘들이 우연히 상승작용을 일으켜 결합된 형태가 언어임. 언어가 의사소통이라는 유일한 목적을 위해 단계적으로 진화된 특이적 적응이라고 한 스티븐 핑커의 생각과는 매우 다름.
- 카프그라 증후군 환자들은 자신이 인지하고 있으며 잘 알고 있는 사람, 예를 들어 어머니를 사기꾼이라고 주장함. 이론적으로 설명하면 사고로 뇌의 시각영역과 감정중추, 변연계와 편도 사이의 연결고리가 단절되는 것임. 따라서 환자가 자신의 어머니를 볼때 얼굴을 인식하는 뇌 속의 시각영역은 손상되지 않았기 때문에 그는 그녀가 자신의 어머니처럼 보인다고 말할 수 있음. 그러나 정보를 감정중추로 전달하는 회선이 끊어졌기 때문에 그는 아무런 감정도 느끼지 못함. 따라서 그는 그녀가 사기꾼이라고 믿고 그녀가 사기꾼임을 합리화시키려고 함.
- 자신이 죽었다고 주장하는 코타르 증후군같은 더욱 특이한 질환도 있음. 시각중추만이 감정중추와 단절된 것이 아니라 모든 감각이 감정중추와 단절되어 있다는 점만 제외하면 코타르 증후군은 카프그라 증후군과 유사함. 따라서 세상의 모든 것들이 감정적으로 중요성을 갖지 못함. 어떤 대상이나 사람도, 그 어떤 촉각이나 소리도 감정적 영향을 주지 못함. 환자가 그와 같은 완전한 감정적 고립을 해석할 수 있는 유일한 방법은 자신이 죽었다고 믿는 것임.
- 탐험가 데이비드 리빙스턴은 자신의 팔이 사자의 공격을 받았지만 어떤 아픔도 심지어 두려움도 느끼지 않았음. 그는 마치 멀리서 이 사건을 지켜보고 있는 제3자처럼 그 사건에서 완전히 분리된 것처럼 느꼈음. 똑같은 일이 전투중인 군인이나 성폭행을 당하는 여자에게서도 일어날 수 있음. 이와 같은 끔찍한 긴급상황에서는 전두엽의 앞띠고랑 영역이 완전히 활성화됨. 앞띠고랑 영역의 활성화는 편도와 그 외 변연계의 감정중추를 억제하거나 일시적으로 차단하고 걱정이나 두려움과 같이 잠재적으로 무기력한 감정을 일시적으로 억누름. 그러나 이와 동시에 앞으로 필요하게 될지도 모르는 어떤 적절한 방어적 반응을 준비하기 위해 극단적인 경고와 경계를 형성함. 긴급상황에서 고도로 경계하면서 감정을 차단하는 것은 우리가 해로운 방향으로 가는 것을 막아준다는 점에서 유용함.
- 자아의 특성을 반영한 자아의 5가지 정의
(1) 연속성으로 과거와 현재 그리고 미래로 이어지는 감정을 동반하며 우리의 전체 경험을 모아놓은 실타래에 이어지는 실과 같은 연속적인 감각
(2) 자아의 일체성 및 일관성. 감각적 경험, 기억, 신념과 사고의 다양성에도 불구하고 우리 각자는 한 인간으로서, 통일체로서 우리 스스로를 경함함
(3) 구체적 감각 혹은 주인의식. 우리 자신이 신체에 고정되어 있다고 느낌.
(4) 우리 자신의 행동과 운명을 맡고 있는 자유의지. 자신의 손가락을 움직일 수는 있지만 코나 타인의 손가락을 움직일 수는 없음.
(5) 자아는 그 본성상 반성할 수 있다는 것. 즉 스스로를 인식할 수 있다는 것. 스스로를 인식할 수 업슨 자아란 어법성 모순이 됨.
- 다른 자아를 모델화하지 않고서는 어떤 유기체(혹은 인간)도 당황하는 모습을 나타내는 얼굴 홍조를 드러낼 수 없을 것임. 누군가가 말했듯이 "오로지 인간만이 얼굴을 불힌다. 혹은 그럴 필요가 있다." 얼굴 홍조는 다윈도 흥미롭게 생각하는 주제임. 홍조는 사회적 금기를 위반했다는 무의식의 증표이기 때문에 인간에게서 신뢰성의 징표로 진화했을 수 있음. 남성을 유혹할 때 어떤 여성의 얼굴이 붉어진다면 그것은 이런 의미임. "나는 얼굴이 붉어지지 않고서는 나의 불륜에 대해 당신에게 거짓말을 할 수 없으며, 당신에게 부정한 짓을 할 수도 없어요. 나는 믿을만한 사람입니다. 그러니 나를 통해 당신의 유전자를 퍼뜨리세요." 이것이 옳다면 자폐아는 얼굴을 붉힐 수 없을 것임.