이토록 뜻밖의 뇌과학

- 왜 뇌는 당신의 뇌처럼 진화했을까? 누가 봐도 확실한 답은 생각하기 위해서다. 우리는 흔히 뇌가 일종의 '상향 진보' 방식으로 진화했다고 추정한다. 말하자면 하등동물에서 고등동물로 진화해서 피라미드 맨 꼭대기에는 어떤 동물들보다도 더 정교하게 설계된 생각하는 뇌인 인간의 뇌가 있다는 식으로 가정한다. 결국 생각하는 것이 인간이 가진 최고 의 힘이니 말이다. 그렇지 않나?
하지만 이 명백한 답은 틀린 것으로 드러났다. 사실 우리 뇌가 생각하기 위해 진화했다는 발상은 인간 본성에 대한 엄 청난 오해들의 근원이 되어왔다. 그 소중한 믿음을 내려놓았 다면 당신은 뇌를 이해하는 길에 첫발을 내디딘 셈이다. 우리 뇌가 실제로 어떻게 작동하는지, 뇌의 가장 중요한 임무가 무 엇인지, 궁극적으로 우리가 정말로 어떤 종류의 생명체인지 이해하는 데 한 걸음 다가간 것이다.
- 신체예산에 관한 한 예측 prediction은 늘 반응 reaction을 앞지른다. 포식자의 공격에 앞서 움직일 준비를 한 생물들은 포식 자가 덮치기를 기다린 생물보다 생존 가능성이 더 크다. 대체 로 예측이 적중했거나 치명적이지 않은 실수를 하고 그것으로부터 뭔가를 배운 생물은 잘 살아남았다. 반면 빈번하게 예측이 어긋나거나 위협을 피하지 못하거나 결국 나타나지 않 은 위협에 대해 거짓경보 false alarm를 반복한 생물들은 그리 잘 살아남지 못했다. 그들은 주변 환경을 덜 탐색했고 먹이를 덜 찾았으며 번식 가능성도 적었다.
이러한 신체예산을 과학에서는 알로스타시스allostasis라고 한다.  알로스타시스란 몸에서 뭔가 필요할 때 충족시킬 수 있도록 자동으로 예측하고 대비하는 것을 뜻한다. 캄브리아 기의 생물들은 온종일 감지하고 움직임으로써 자원을 얻거 나 썼으므로 대부분의 시간 동안 알로스타시스가 신체 시스 템의 균형을 잡아주었다. 써버린 자원을 제때 보충하려면 뒤로 물러나 있는 것도 좋은 방법이었다.
- 동물들은 몸이 미래에 필요할 것들을 어떻게 예측했을 까? 가장 좋은 정보원은 자신들의 과거, 곧 이전에 비슷한 상 황에 처했을 때 했던 행위들에 있다. 과거 행위가 성공적으로 위협을 피하게 해주었거나 맛있는 음식을 먹게 해주는 등 보 상을 가져다주었다면 그들은 그 행위를 반복하려 할 것이다. 인간을 포함해 모든 종류의 동물은 자기 몸을 어떤 행위에 대비시킬 때 어떤 식으로든 과거 경험을 떠올린다. 예측은 이처럼 유용한 역량이어서 단세포생물조차도 자신의 행위를 예측하여 계획한다. 지금도 과학자들은 이들이 어떻게 예측을 해내는지 수수께끼를 풀어나가고 있다.
- 이제 처음의 질문으로 돌아가보자. 왜 뇌는 당신의 뇌처럼 진화했는가? 이는 사실 대답하기 불가능한 질문이다. 왜 냐하면 진화는 목적을 갖고 일어나는 것이 아니기 때문이다. 진화에는 '왜'가 없다. 하지만 최소한 당신의 뇌에서 가장 중요한 임무가 무엇인지는 말할 수 있다. 뇌의 핵심 임무는 이성이 아니다. 감정도 아니다. 상상도 아니다. 창의성이나 공 감도 아니다. 뇌의 가장 중요한 임무는 생존을 위해 에너지가 언제 얼마나 필요할지 예측함으로써 가치 있는 움직임을 효율적으로 해내도록 신체를 제어하는 것, 곧 알로스타시스를 해내는 것이다. 당신의 뇌는 음식이나 보금자리, 애정 또는 물리적 보호와 같이 좋은 것으로 보상받을 수 있으리라는 희 망을 품고 지속해서 당신의 에너지를 투자한다. 그렇게 해서 자연의 필수 과업, 곧 당신의 유전자를 다음 세대에게 전달하 는 일을 완수하는 것이다.
간단히 말해서 당신의 뇌가 하는 가장 중요한 일은 생각 하는 것이 아니다. 작은 벌레에서 진화해 아주아주 복잡해진 신체를 운영하는 것이다.
- 나는 뇌가 점점 복잡해지는 신체의 에너지 자원 예산을 관리해가면서 감각계와 운동계를 점점 정교하게 진화시켰다고 했다. 하지만 3층 뇌 이야기에 따르면 우리의 동물적 충동과 감정을 정복하기 위해 이성이 생겨나면서 뇌는 층을 이루어 진화했다. 우리는 이 두 가지 다른 과학적 관점을 어떻게 조 화시켜야 할까?
다행스럽게도 우리는 이 두 가지를 조화시킬 필요가 없 다. 왜냐하면 하나가 틀렸기 때문이다. 삼위일체의 뇌 가설 은 과학을 통틀어 가장 성공적이었으며 가장 널리 퍼진 오류 중 하나"다.
이 이야기는 분명히 설득력이 있으며 때때로 우리가 일상 에서 느끼는 바를 정확히 보여주기도 한다. 예를 들어 당신 혀에 있는 미뢰는 부드러운 초콜릿 케이크의 달콤한 한 조각 에 이끌리지만, 당신은 방금 아침식사를 마쳤기 때문에 사양한다. 이럴 때면 충동적인 도마뱀의 뇌와 감정적 변연계가 당신을 케이크가 있는 쪽으로 밀어내지만 이내 이성적인 신피 질이 끼어들어 이들을 굴복시켰다고 쉽게 믿게 된다.
하지만 인간의 뇌는 그런 식으로 작동하지 않는다. 나쁜 행동은 내면의 고삐 풀린 고대 야수에게서 나오지 않는다. 좋 은 행동도 이성의 결과물이 아니다. 그리고 이성과 감정은 서 로 전쟁을 벌이지도 않으며, 심지어 이 둘이 뇌의 각각 다른 부분에 살지도 않는다.
뇌가 3층으로 이루어져 있다는 가설은 여러 해에 걸쳐 몇몇 과학자가 제기했는데, 20세기 중반 내과 의사 폴 매클린Paul MacLean이 공식화했다. 매클린은 뇌가 플라톤의 전쟁 이야 기와 같은 구조로 생겼을 거라고 상상했다. 그리고 당시 손에 넣을 수 있는 최고의 기술이었던 외관 검사를 통해 이 가설을 확인했다. 죽은 도마뱀과 포유류, 인간의 뇌를 현미경으로 두루 관찰해 단지 눈으로만 이들 간의 비슷한 점과 다른 점을 식별해낸 것이다.
매클린은 다른 포유류의 뇌가 갖지 않는 새로운 부분들을 인간의 뇌가 가지고 있다고 결론 내리고는 이 부분을 신피질 이라 불렀다. 또한 파충류의 뇌가 갖고 있지 않은 일련의 부 분들을 포유류의 뇌가 가지고 있다고 결론 내리고 이를 변연계라 불렀다. 자, 이렇게 해서 마침내 인간 기원의 이야기가 탄생했다.
매클린의 삼위일체의 뇌 가설은 과학계의 일부 영역에서 호응을 얻었다. 그의 추정은 간결하고 우아했으며 인간 이성 의 진화에 대한 찰스 다윈Charles Darwin의 생각과도 일맥상통하 는 것처럼 보였다. 다윈은 저서 《인간의 유래 The Descent of Man> 에서 인간의 마음은 몸과 함께 진화했으며 우리 모두에게는 오래된 내면의 야수가 살고 있어서 합리적 생각으로 길들이 고 있다고 주장했다.
천문학자 칼 세이건Carl Sagan은 1977년에 출간한 저서 《에 덴의 용The Dragons of Eden》을 통해 삼위일체의 뇌라는 개념을 일반 대중들에게 널리 알렸다. 그는 이 책으로 퓰리처상을 받기도 했다. 
- 뇌 진화 분야의 전문가들이 이미 '삼위일체의 뇌' 가설이 틀렸음을 보여주는 강력한 증거들을 이미 갖고 있던 때에 <에덴의 용>이 등장했다는 사실은 덜 알려져 있다. 전문가 들은 일찍이 신경세포라 불리는 뇌세포들의 분자 구성에서 발견한, 육안으로는 보이지 않는 증거를 확보하고 있었다. 1990년대에 이르러 전문가들은 뇌가 세 겹으로 이루어져 있 다는 발상을 완전히 버린다. 더 정교한 방법으로 신경세포를 분석할 수 있게 되면서 이런 발상은 더 이상 살아남을 수 없었다.
- 뇌는 진화의 시간을 거치는 동안 점점 커지면서 재조직되었다'는 사실이 밝혀지고 있다.
예를 들어보자. 당신의 뇌에는 네 개의 신경세포 클러스 터 또는 뇌 영역이 들어 있다. 이것이 당신이 몸의 움직임을 감지하고 촉각을 만들어내도록 돕는다. 이 뇌 영역들을 통틀 어 일차체감각피질primary somatosensory cortex 이라고 한다. 하지 만 쥐의 뇌에서 일차체감각피질은 하나의 영역으로 되어 있어 여기에서 모든 과업을 수행한다. 우리가 매클린처럼 인 간과 쥐의 뇌를 간단히 눈으로만 들여다본다면 인간의 뇌에 서 발견된 체성감각 영역 중 세 개가 쥐에게는 없다고 믿기에 이른 것이다.
- 이 세 영역은 인간에게서만 새로 진화된 것이며 인간 특유의 기능들이 이 영역에 들어 있으리라고 결론 내릴 것이다.
하지만 과학자들은 우리의 네 개 영역과 쥐의 한 개 영역 에 같은 유전자들이 다수 포함되어 있다는 사실을 발견해냈 다. 이 한 토막의 발견이 진화에 관해 무언가를 암시해준다. 바로 지금으로부터 약 6,600만 년 전에 살았던 인간과 설치류의 마지막 공통 조상은 오늘날 우리 뇌의 네 개 영역이 담당하는 기능들을 수행하는 하나의 체성감각 영역을 가졌으 리라는 것이다. 우리 조상들의 뇌와 몸이 더 크게 진화함에 따라 그 하나의 영역이 확장되어 그때까지 맡았던 책임들을 재분배하기 위해 세분화되었을 것이다. 뇌 영역들의 재배치, 곧 영역 간 분리와 통합14을 통해 더 복잡한 뇌가 만들어졌고, 이로써 더 크고 복잡해진 신체를 제어할 수 있게 되었다.
- 과학자들은 최근 모든 포유류의 뇌가 단 하나의 제조계획manufacturing plan에 따라 만들어졌으며, 파충류와 다른 척추동 물들도 같은 계획대로 만들어졌을 가능성이 크다는 사실을 발견했다. 신경과학자들을 포함해 많은 사람이 아직은 이러 한 연구에 관해 알지 못한다. 아는 사람이라 해도 이러한 발 견이 무엇을 뜻하는지 이제 막 생각하기 시작했을 뿐이다.
이 공통된 뇌 제조계획brain-manufacturing plan1'은 난자가 수 정된 직후, 배아가 신경세포를 만들어내기 시작할 때부터 돌 아간다. 포유류의 뇌를 형성하는 신경세포들은 놀라울 정도로 예측 가능한 순서대로 만들어진다. 이 순서는 생쥐, 쥐, 개, 고양이, 말, 개미핥기, 인간, 그리고 지금까지 연구한 모 든 종류의 포유류 동물에게서 똑같이 발견된다. 
- 따라서 우리 대뇌피질의 크기는 진화적으로 새로운 것이 아니며, 여기에는 어떤 특별한 설명도 필요하지 않다. 대뇌 피질의 크기는 또한 얼마나 이성적인 종인가에 관해 아무것 도 이야기해주지 않는다(만약 대뇌피질의 크기로 이성적 능 력이 결정된다면 세상에서 가장 위대한 철학자들은 코끼리 인 덤보 호튼, 바바일 것이다). 서구의 과학자와 지식인들은 '커다랗고 이성적인 대뇌피질'이라는 개념을 만들어내고는 오랜 세월 동안 그 개념을 유지해왔다. 하지만 진짜 이야기는 이렇다. 진화과정에서 뇌의 발달 단계 중 어떤 것은 더 길게, 어떤 것은 더 짧게 지속되도록 특정 유전자들이 변형되었으며, 이것이 뇌 안에서 상대적으로 크거나 작은 부분들을 만들어낸다.
- 감정 및 본능과 이성이 싸운다는 플라톤의 발상은 인간의 행동에 대해 서구문명이 할 수 있는 최선의 설명이었다. 만 약 당신이 자신의 본능과 감정을 적절히 억제한다면 사람들 은 당신의 행동이 합리적이며 당신은 책임감 있는 사람이라고 말한다. 당신이 합리적으로 행동하지 않기를 선택한다면 당신의 행동은 비도덕적이라 불릴 것이며, 당신이 합리적으 로 행동하는 것이 불가능하다면 당신은 정신질환자로 간주 될 것이다.
하지만 과연 무엇이 합리적인 행동인가? 전통적으로는 감정적으로 행동하지 않는 것을 말한다. 생각은 합리적인 것인데 반해 감정은 비합리적인 것으로 여겨진다. 하지만 꼭 그런 것은 아니다. 당신이 절박한 위험에 처해서 두려움을 느낄 때처럼 감정은 때때로 합리적이다. 그리고 뭔가 중요한 것 을 발견할 거라고 스스로 되뇌면서 소셜미디어에 몇 시간씩 빠져 있을 때처럼 생각은 때때로 비합리적이다.
어쩌면 합리성에 관해서는 뇌의 가장 중요한 임무, 곧 우 리가 매일 사용하는 수분· 염분·포도당, 그리고 그 밖의 신체 자원을 관리하는 신체예산의 측면에서 더 잘 정의할 수도 있을 것이다. 이러한 관점에서 합리성이란 당신이 지금 당면한 환경에 잘 대처하기 위해 자원을 쓰거나 비축해두는 것을 의미한다. 예를 들어 당신이 지금 물리적으로 위험한 상황에 빠 졌고, 뇌는 당신이 도망갈 준비를 하고 있다고 해보자. 이때 뇌는 신장 맨 위에 자리잡은 부신에게 신속하게 에너지를 공 급할 수 있는 호르몬인 코르티솔을 잔뜩 뿜어내라고 지시할 것이다. 삼위일체의 뇌 관점에서 코르티솔의 분출은 본능적 인 것이며 합리적인 것이 아니다. 하지만 신체예산의 관점에 서 코르티솔의 분출은 합리적이다. 왜냐하면 당신의 뇌는 지 금 당신의 생존과 이후 있을지 모르는 잠재적 자손의 존재에 게 확실한 투자를 하고 있기 때문이다.
- 합리적 행동이란 주어진 상황에서 신체예산을 잘 투자하는 것을 뜻한다. 운동을 격렬히 하면 혈류에 코르티솔 이 다량 흘러들어오면서 불쾌함을 느낄 수 있지만 미래 건강 에 도움이 되기 때문에 합리적이라 여긴다. 동료로부터 비판 을 받을 때 급증하는 코르티솔도 합리적이라 할 수 있다. 왜 냐하면 코르티솔이 더 많은 포도당을 만들어내어 당신이 새 로운 것을 배울 수 있도록 해주기 때문이다.
이런 생각들을 진지하게 받아들인다면 우리 사회의 온갖 신성한 제도의 근간을 흔들 수 있다. 예를 들어 법률 분야를 살펴보자. 변호사는 자기 고객이 흥분해서 이성이 감정에 압 도당해 괴로운 상황이었기 때문에 그들의 행위를 전적으로 비난하기는 어렵다고 주장한다. 하지만 괴로움을 느꼈다고해서 그것이 비이성적이 되었다거나 이른바 감정적 뇌가 이 성적 뇌를 장악했다는 증거가 되지는 않는다. 오히려 괴로움 은 당신의 뇌 전체가 예상되는 보상을 위해 자원을 소비하고 있다는 증거로 볼 수 있다.
'마음속에서 전쟁을 벌이고 있다는 발상은 이외에도 많 은 사회제도에 깊이 스며들어 있다. 경제 분야에서 투자자 행 동 모델은 합리성과 감정을 뚜렷하게 구분한다. 정치권에는 현재 감독하는 산업 분야에 과거 로비 전적이 있는 등 이해충돌 문제가 뚜렷한 지도자들이 있는데, 이들은 자신이 쉽게 감정에 휘둘리지 않고 국민을 위해 합리적인 결정을 내릴 수 있다고 믿는다. 이러한 오만한 생각들 밑에 바로 '삼위일체의 뇌'라는 허구가 도사리고 있다.
당신의 뇌는 세 개가 아니라 하나다. 플라톤이 말한 내면의 전투를 넘어 나아가려면 우리는 합리적이라는 것이 무엇을 뜻하는지, 자기 행동에 책임을 진다는 것이 무슨 의미인지, 심지어 인간이 된다는 것이 무엇을 의미하는지 근본적으로 다시 생각해볼 필요가 있다.
- 어떤 과학자는 인간의 마음을 두려움, 공감, 질투 그리고 생존을 위해 진화한 심리적 도구들을 모아 놓은 일련의 '정신 기관들mental organs'로 묘사하기도 하지만 뇌는 그런 식으로 조직되어 있지 않다. 우리 뇌는 또한 어떤 부분은 켜져 있고 다른 부분은 꺼져 있는 식으로 활성화되면 서 '빛나는 것'이 아니다. 나중에 검색하고 열 수 있는 컴퓨터 파일처럼 기억을 '저장'하는 것도 아니다. 이러한 발상들은 모두 지금은 구식이 되어버린, 뇌에 대한 과거의 믿음에서 비롯된 비유다.
- 우리의 뇌 네트워크는 항상 켜져 있다. 신경세포들은 결코 가만히 앉아서 외부세계의 뭔가가 자신들을 켜주기를 기 다리지 않는다. 모든 신경세포는 배선을 통해 서로 끊임없이 수다를 떤다. 그들의 의사소통이 외부세계나 당신의 몸에서 어떤 일이 일어나는지에 따라 더 강해지거나 약해질 수는 있지만, 이 의사소통은 당신이 죽을 때까지 멈추지 않는다.
뇌에서 일어나는 의사소통은 속도와 비용 사이에서 균형 을 잡는 행위다. 각 신경세포는 수천 개의 다른 신경세포에 직접 정보를 전달하고 수천 개의 다른 신경세포로부터 정보를 받으면서 500조개가 넘는 신경세포와 신경세포 간에 연결을 만들어낸다. 정말 엄청난 수다. 하지만 이런 연결 없이 모든 신경세포가 네트워크의 다른 신경세포 하나하나에게 직접 말을 걸어야 한다면 연결의 수는 이보다 훨씬 더 커질 것이다. 그런 구조는 더 많은 연결이 필요하므로 우리 뇌를 유지하는 데 필요한 자원을 소진해버릴 것이다.
그래서 우리에게는 전 세계 항공여행 시스템과 같은 좀 더 알뜰한 배선 배치가 있다. (그렇다, 나는 여기서 또 하나 의 비유를 들고 있다.) 항공여행 시스템은 전 세계 공항 약 17,000개를 연결한 네트워크다. 우리 뇌가 전기적 신호와 화 학적 신호를 실어 나른다면, 이 네크워크는 승객들을 (그리 고 잘하면 수화물까지) 실어 나른다. 각 공항은 다른 모든 공항으로 비행기를 보내는 것이 아니라 일부 공항으로만 직항 편을 운행한다. 모든 공항에 비행기를 보내야 한다면 항공 교 통량은 1년에 수십억 회가 늘어나 연료와 조종사, 활주로 부 족으로 결국 전체 시스템이 무너지고 말 것이다. 그래서 일 부 공항이 허브 역할을 해서 나머지 공항의 부담을 덜어준 다. 예를 들어 네브래스카의 링컨에서 이탈리아 로마로 가 야 한다면 직항편이 없으므로 먼저 링컨에서 뉴저지의 뉴어 크국제공항과 같은 허브로 비행한 다음, 거기서 로마로 가는 두 번째 장거리 항공편을 타야 한다. 허브 두 개를 거쳐 세차 례 비행을 할 수도 있다. 
- 우리의 뇌 네트워크는 정지해 있지 않고 지속적으로 변화한다. 어떤 변화는 매우 빠르게 일어난다. 뇌의 배선은 신 경세포 간 국지적 연결을 완성하는 화학물질에 푹 잠겨 있 다. 글루타메이트 glutamate, 세로토닌serotonin, 도파민dopamine을 비롯한 이런 화학물질을 신경전달물질neurotransmitter이라고 한 다. 이 물질들은 신호가 시냅스를 건너가는 것을 더 쉽게 하 거나 어렵게 만든다. 그것들은 말하자면 공항 직원들과도 같 다. 항공권 판매원, 보안검색 담당자, 지상 승무원들은 공항 내에서 승객의 이동을 더 빨리 또는 더 늦게 이루어지게 할 수 있으며 이들 없이는 여행이 불가능하다. 이러한 뇌 네트워 크의 변화는 즉각적이고 지속적으로 일어난다. 물리적인 뇌 구조는 하나도 달라지지 않는 것처럼 보이더라도 말이다. 또 한 세로토닌이나 도파민 같은 일부 화학물질은 다른 신경전달물질에 작용해 그 효과를 높이거나 낮출 수 있다. 이런 식 으로 작용하는 뇌 화학물질을 신경조절물질neuromodulator이라 고 한다. 이들은 공항 인근의 날씨와 비슷하다. 날씨가 맑으 면 비행기가 빠르게 날아간다. 폭풍우가 몰아치면 비행기가 뜨지 못하거나 경로가 변경된다. 신경조절물질과 신경전달 물질 덕분에 하나의 뇌 구조는 어마어마하게 다양한 활동 패턴을 만들어낸다.
- 일반적인 시력을 가진 사람들에게 며칠 동안 눈을 가리고 점자 읽는 법을 가르치면 시각피질의 신경세포가 촉각에 더 집 중하게 된다. 눈가리개를 제거하고 24시간이 지나면 그 효과 는 사라진다. 마찬가지로 아기가 선천적으로 심한 백내장을 가지고 태어나서 뇌가 시각정보를 입력받지 못하면 시각피 질의 신경세포는 다른 감각을 위해 용도가 변경된다.
어떤 신경세포들은 매우 유연하게 연결되어 있어 여러 업무를 관장하는 경우도 있다. 예를 들어 배내측전전두피질 dorsomedial prefrontal cortex 이라고 불리는 전전두피질의 유명한 부 위가 하나 있다. 이 뇌 영역은 항상 신체예산에 관여하지만, 기억·감정·지각· 의사결정·통증·도덕적 판단·상상·언어·공 감등 다른 것들과도 자주 관련된다.
- 전반적으로 말하자면, 한 신경세포가 다른 기능들이 아 닌 특정 기능에 더 기여할 가능성이 있기는 하지만 어떤 신경 세포도 하나의 심리적 기능만 갖지는 않는다. 심지어 과학자 들이 '시각피질' 또는 '언어 네크워크 language network'와 같이 그 기능을 따서 뇌 일부분에 이름 붙인다 하더라도 그 이름은 뇌의 해당 부분이 수행하는 어떤 독점적인 업무가 아니라 그때 그 과학자가 주목하는 것을 반영하는 경향이 있다. 나는 지금 모든 신경세포가 모든 것을 할 수 있다고 말하는 것 이 아니다. 하나의 공항이 비행기를 띄우고 항공권을 판매하 고 형편없는 음식을 제공할 수 있는 것처럼 모든 신경세포는 '두 가지 이상의 일을 할 수 있다는 얘기다.
또한 서로 다른 신경세포들의 집단이 동일한 결과를 만들 어낼 수 있는 것도 사실이다. 지금 한번 핸드폰이든 초콜릿 이든 당신 앞에 있는 무언가를 잡기 위해 손을 뻗어보라. 손 을 거두었다가 아까와 똑같은 방식으로 다시 손을 뻗어보라. 이처럼 무언가를 향해 손을 뻗는 간단한 동작도 한번 할 때 마다 다른 신경세포들의 조합에 의해 이루어질 수 있다. 이런 현상을 '축중degeneracy' 이라 한다.
- 뇌의 경우 복잡성을 구성하는 것은 무엇일까? 신경전달물질과 신경조절물질, 그리고 갖가지 부가기능의 도움을 받 아 일제히 다른 특정 신경세포들에게 신호를 쏘아대는 수십 억 개의 신경세포를 상상해보라. 그 전체 모습이 뇌 활동의 한가지 '패턴'이다. 복잡성은 뇌가 이전에 만든 오래된 패턴 의 조각과 조각을 조합해 엄청나게 다양한 패턴을 만들어낼 수 있음을 의미한다. 그 결과 뇌가 과거에 도움이 되었던 패 턴을 불러들여서 새롭게 시도할 만한 패턴을 만들어냄으로 써 우리는 끊임없이 변화하는 상황으로 가득한 세상에서 효 율적으로 몸을 운영할 수 있게 되었다.
- 복잡성이 높은 뇌는 더 많은 것을 기억할 수 있다. 뇌는 컴퓨터에 파일을 저장하는 식으로 기억을 저장하는 게 아니 라 전기와 소용돌이치는 화학물질을 사용해 필요할 때마다 재구성한다. 우리는 이 과정을 '기억remembering'이라고 부르 지만 사실은 모아서 '조합 assembling'하는 것이다. 복잡한 뇌는 미트로프 브레인이나 주머니칼 브레인보다 더 많은 기억을 모을 수 있다. 그리고 당신이 같은 기억을 불러올 때마다 당신의 뇌에서는 매번 다른 신경세포 덩어리들이 그 기억을 조합해냈을 것이다(이것이 축중이다).
- 더 복잡한 두뇌는 또한 더 창의적이다. 복잡한 뇌는 과거 경험을 새로운 방식으로 결합해 이전에 한 번도 경험하지 않은 일에도 대처할 수 있다. 예를 들어 당신이 낯선 산이나 계단을 오른다면 과거에 비슷한 것을 올라봤기 때문에 넘어지지 않고 올라갈 수 있다. 복잡한 두뇌는 변화하는 환경이 시시각각 다른 신체예산을 요구하는 것에 더 빨리 적응할 수 있다. 이것은 인간이 수많은 기후와 다양한 사회구조에서 성공적으로 살아갈 수 있는 이유 중 하나다. 당신이 적도 지방에서 북유럽으로 이동해야 하거나 느긋한 문화에서 엄격한 규율을 가진 문화로 이동해야 한다면, 머릿속의 복잡한 뇌를 가지고 더 신속하게 적응할 것이다.
그뿐 아니라 복잡성이 높을수록 뇌가 손상에 더 탄력적으 로 대응할 수 있다. 신경세포들의 덩어리 하나가 작동을 멈추 면 다른 신경세포 덩어리들이 그 자리를 대신할 수 있기 때문 이다. 이것이 자연선택이 복잡한 두뇌를 선호하는 이유 중 하 나다. 주머니칼 브레인이라면 이런 능력이 없어서 어떤 신경 세포들이 사라지면 그 기능도 잃을 것이다.
- 인간의 두뇌는 지구상에서 가장 복잡한 두뇌일 수는 있지만 복잡도가 높은 유일한 두뇌는 아니다. 지적 행동은 뇌 구조가 다른 여러 종에서 이미 수차례 나타났다. 복잡한 뇌 가 몸 전체에 분포해 있는 문어가 한 예다. 문어는 퍼즐을 풀 수 있고 수족관 수조를 탈출할 수도 있다. 새들도 복잡한 뇌 를 가질 수 있다. 어떤 새는 신경세포가 대뇌피질로 조직화되 어 있지 않은데도 간단한 도구를 사용할 수 있고 약간의 언어 능력도 있다. 고도로 복잡한 인간의 뇌가 진화의 정점은 아니 라는 사실을 잘 기억해두라. 우리 뇌는 다만 우리가 거주하는 환경에 잘 적응했을 뿐이다.
- 아기의 유전자는 놀라울 정도로 주변 환경에 따라 이끌리 고 조절된다. 예를 들어 시각에 가장 중요하게 관여하는 뇌 영역은 아기의 망막이 정기적으로 빛에 노출되는 경우에만 정상적으로 발달한다. 아기의 뇌는 또한 자신의 귀의 특정 모 양에 따라 듣는 법을 배운다. 더 이상한 것은 바깥세계에서 아기의 몸에 몰래 들어오는 몇 가지 유전자가 추가로 필요하 다는 사실이다. 박테리아와 그 밖에 작은 생물들 속에 숨어 아기의 몸에 들어오는 이 꼬마 방문객들이 어떻게 뇌에 영향 을 끼치는지에 관해서는 과학자들도 이제 막 조금씩 알아내 기 시작했다. 아기의 배선 지침은 물리적 환경뿐만 아니라 사회적 환경, 양육자, 당신과 나 같은 사람들에게서도 영향을 받는다.
- 뇌에 관한 한 본성이나 양육이나 같은 단순한 구분이 유혹적일 수는 있겠으나 사실과는 거리가 멀다. 우리는 '양육 이 필요한 본성'을 지녔다. 우리의 유전자가 완성된 뇌를 만 들어내려면 적절한 물리적 환경과 사회적 환경, 곧 적소가 필 요하다. 아이와 눈을 맞추고 말을 걸고 수면시간을 일정하게 설정해주고 체온을 유지해주는 양육자들로 채워진 적소가 필요하다.
우리는 모두 아이들을 어떻게 대하는지가 중요하다는 사 실을 안다. 하지만 수십 년 전에 우리가 알고 있던 것보다 더 중요하다. 당신이 새벽 4시에 깨어 울어대는 당신의 작은 천 사를 달래려고 하거나 아기가 바닥에 시리얼을 차분하게 93 번째 떨어뜨리고 있을 때, 당신은 알든 모르든 아기 뇌의 세 부조정과 가지치기를 안내하는 것이다. 어린 뇌는 스스로를 세계에 연결한다. 배선 지침이 풍부한 사회적 세계를 포함해 아이들의 뇌를 건강하고 온전하게 성장시키기 위한 세계를 만드는 것은 우리에게 달려 있다.
- 막대기를 든 열 살짜리 소년을 소총을 든 어른 게릴라로 보는 것이 왜 지극히 정상일 수 있는지 이해하기 위해 뇌의 관점에서 상황을 들여다보자. 태어난 순간부터 마지막 숨을 들이마시는 순간까지 뇌는 두개골이라는 어둡고 조용한 상자에 갇혀 있다. 뇌는 매일매일 눈, 귀, 코를 비롯하여 여러 감각기관을 통해 외부세계로 부터 감각 데이터를 지속해서 수신한다. 이 데이터는 우리 대 부분이 경험하는 의미 있는 광경이나 냄새, 소리와 같은 형태 로 들어오는 것이 아니다. 이들은 빗발치는 광파와 화학물질, 그리고 기압의 변화에 불과하며 그 안에 본질적인 의미 같은 건 없다.
이렇게 모호한 감각 데이터 조각들을 맞닥뜨리면 뇌는 어떻게 해서든 다음에 무엇을 할지 파악해야 한다. 우리 뇌의 가장 중요한 일이 몸을 제어해 잘 살아 있게 만드는 것이라는 점을 기억하라. 당신의 뇌는 감각 데이터의 맹공격으로부터 어떻게든 의미를 만들어내어 당신이 계단에서 굴러떨어지거 나 어떤 맹수의 점심식사가 되지 않도록 해야 한다.
- 그렇다면 우리 뇌는 어떻게 해서 감각 데이터를 해독해 무엇을 해야 할지 알아내는 것일까? 바로바로 들어오는 모호 한 정보들만 사용해야 한다면, 당신은 불확실성의 바다에서 헤엄치면서 최선의 반응이 무엇인지 알아낼 때까지 헤매야 할 것이다. 하지만 운 좋게도 뇌에는 마음대로 쓸 수 있는 추가정보원이 있다. 바로 기억이다. 우리의 뇌는 우리가 지금 까지 경험해온 것들의 도움을 받을 수 있다. 개인적으로 직접 겪은 일들과 친구나 선생님, 책이나 영상을 비롯한 다양한 출처로부터 배워온 것들이 뇌를 돕는다. 끊임없이 변화하는 복잡한 신경망에서 신경세포들이 전기화학적 정보를 앞뒤로 전달하면서 뇌는 눈 깜짝할 사이에 과거 경험의 조각들을 재구성해낸다. 감각 데이터의 의미를 추론하고 무엇을 해야 할 지 알아내기 위해 이 조각들을 조합해 기억을 만들어낸다.  과거 경험에는 우리 주변 세계에서 일어난 일뿐만 아니라 신체 내부에서 일어난 일들도 포함된다. 심장이 빨리 뛰었는 가? 심호흡을 했는가? 비유적으로 말해서 당신의 뇌는 매 순 간 스스로 묻는다고 볼 수 있다. '마지막으로 이와 비슷한 상 황을 만났을 때, 내 몸이 지금과 비슷한 상태였을 때, 그때는 이다음에 무엇을 했지?' 이에 대한 대답이 지금 당신이 처한 상황에 완벽하게 부합할 필요는 없다. 다만 당신이 생존하고 나아가 번영할 수 있도록 돕는 적절한 행동계획을 제공한다 면 그것으로 충분하다.
이는 뇌가 신체의 다음 행위를 어떻게 계획하는지 설명해 준다. 당신의 두뇌는 어떻게 바깥세계에서 들어오는 가공되 지 않은 정보 조각들에서 숲속에서 게릴라를 보는 것과 같이 충실도가 높은 경험들을 만들어내는 것일까? 뇌는 쿵쾅거리 는 심장에서 어떻게 공포감을 만들어낼까? 한 번 더 말하자 면, 뇌는 스스로 질문함으로써 기억으로부터 과거를 다시 만 들어낸다. '이와 비슷한 상황을 내가 마지막으로 겪었을 때, 내 몸이 지금과 비슷한 상태에 있었고 이 특정한 행위를 하려고 했을 때, 그다음에 무엇을 보았나? 그다음에 어떤 느낌이 들었던가? 이에 대한 대답이 당신의 경험이 된다. 뇌는 머리 바깥의 세상과 머리 내부로부터 나오는 정보들을 결합해 당 신이 보고 듣고 냄새 맡고 맛보고 느끼는 모든 것을 만들어 낸다.
- 우리가 보는 것은 세상에 있는 것과 우리 뇌가 구성한 것의 조합이다. 당신이 듣는 것 역시 세상에 있는 소리와 뇌안 에 있는 것의 조합이며, 다른 감각들도 마찬가지다. 이와 거의 같은 방식으로 뇌는 신체 내부에서 느끼는 것 또한 구성한다. 통증이나 불안감처럼 내부에서 느껴지는 감 각들은 뇌에서 일어나는 일과 폐, 심장, 내장, 근육 등에서 실 제로 일어나는 일의 조합이다. 뇌는 또한 여기에 과거 경험에 서 얻은 정보를 추가해 그 느낌이 무엇을 의미하는지 추측한 다. 예를 들어 충분히 잠을 자지 못해 피곤하거나 기력이 부 족할 때 배가 고픈 것으로 느껴 (배가 고파서 기력이 부족했 던 적도 있으므로) 간식을 먹으면 기운이 날 것이라 생각하 기도 한다. 사실은 수면부족으로 지친 것인데 말이다. 이렇 게 구성된 배고픔의 경험은 원치 않게 과체중이 되는 한 가지 이유가 될 수도 있다.
- 내가 여기서 말하고자 하는 것은, 당신이 흥분했을 때의 행동을 바꾸지는 못하더라도 흥분하기 전에 당신의 예측을 바꿀 기회가 충분히 있다는 것이다. 반복 연습을 통해 당신은 특정 자동 행동을 다른 행동보다 더 많이 일어나게 만들 수 있고, 당신이 생각하는 것보다 미래의 행동과 경험들을 더 많 이 제어할 수 있다.
나는 당신에 관해 잘 알지 못하지만 이 메시지는 희망적 이라고 생각한다. 물론 당신도 짐작하겠지만, 이런 추가 제어에는 몇 가지 단서가 따르긴 한다. 더 많은 제어는 더 많은 책임을 의미한다. 당신의 뇌가 단순히 세상에 반응하고 있는 것이 아니라 적극적으로 세상을 예측하고 게다가 자신의 배선까지 바꿀 수 있다면, 당신이 나쁜 행동을 했을 때 누가 책 임을 져야 할까?  바로 당신이다.
여기서 내가 말하는 '책임'은 사람들이 살면서 겪는 비극 이나 그 결과로 경험하는 역경에 대한 책임이 아니다. 우리는 자신이 접할 모든 상황을 선택하지 못한다. 우울증, 불안증, 또는 그 외에 심각한 질병을 앓고 있는 사람들이 자신의 고통 을 책임져야 한다고 말하는 것도 아니다. 나는 다른 얘기를 하고 있다. 때로는 우리가 잘못했기 때문이 아니라 그것을 바꿀 수 있는 유일한 사람이기 때문에 우리에게 책임이 있다는 것이다.
- 오늘의 행동은 내일 뇌가 내놓을 예측이 되며, 그 예측들은 자동으로 당신이 앞으로 할 행동을 이끌어낸다. 따라서 당신 에게는 새로운 방향으로 예측하는 뇌를 길러낼 자유가 있으 며, 그 결과에 대한 책임도 당신이 져야 한다. 자신이 무엇을 할 수 있을지 모두가 폭넓게 선택할 수 있는 건 아니지만, 누 구에게든 어느 정도 선택의 여지는 있다.
예측하는 뇌를 가진 당신은 자신이 생각하는 것보다 행동 과 경험들을 더 많이 제어할 수 있고 더 많은 책임을 갖는다. 이러한 책임을 기꺼이 감수할 마음이 있다면, 그 가능성에 대 해 한번 생각해보라. 당신의 삶은 어떤 모습이 될 수 있을까? 당신은 어떤 사람이 될 수 있을까?
- 시인 앨프리드 테니슨Alfred Tennyson은 유명 한 말을 남겼다. “아무도 사랑하지 않는 것보다 사랑하고 잃는 것이 낫다." 신경과학 용어로 말하자면, 이별을 하면 당신 은 괴로워서 죽을 것처럼 느낄 수 있지만 외로움은 당신의 죽 음을 실제로 앞당길 수 있다. 이것은 감옥에서의 독방 감금, 곧 강요된 외로움이 왜 천천히 이루어지는 사형과 같은지 주장하는 하나의 논거가 된다.
- 한 연구에 따르면 식사 전후로 두 시간 안에 사회적 스트레스에 노출되면 몸에서 실제로 섭 취한 것보다 104칼로리를 더 섭취한 것처럼 대사가 일어난 다. 이런 일이 매일 발생한다면 몸무게가 매년 11파운드(약 5 킬로그램)씩 늘어나게 된다! 뿐만 아니라 견과류에 들어 있는 것처럼 건강에 좋은 포화지방을 먹었다고 해도 그날 안에 스 트레스를 받으면 나쁜 지방을 잔뜩 먹은 것처럼 신진대사가 일어난다. 그렇다고 내가 지금 스트레스를 받았을 때는 생선 대신 감자튀김을 먹어도 좋다고 공식적으로 얘기하는 것은 아니다. 뭘 먹든 그것은 당신의 양심에 따라 할 일이다. 다만 여기서 하고자 하는 말은 스트레스가 말 그대로 몸무게를 늘 릴 수 있다는 것이다.
- 지금까지의 내용을 간단히 정리해보자. 대뇌피질의 배 선은 압축을 가능하게 한다. 압축은 감각통합을 가능하게 한 다. 그리고 감각통합은 추상화를 가능하게 한다. 추상화는 매우 복잡한 우리 뇌가 물리적 형태가 아닌 사물의 기능을 기 반으로 유연한 예측을 내놓을 수 있게 한다. 그것이 창의성이 다. 당신은 그리고 의사소통, 협력, 모방을 통해 이러한 예측 을 공유할 수 있다. 이것이 다섯 가지 C가 인간의 뇌에게 사 회적 현실을 만들고 공유하게 만드는 방법이다.
다섯 가지 C는 다른 동물에서도 다양한 수준으로 발견된 다. 예를 들어 까마귀는 나뭇가지를 도구로 사용하는 창의적 인 문제 해결사다. 코끼리는 수 킬로미터 떨어진 거리에서도 들을 수 있는 낮은 소리로 의사소통한다. 고래는 서로의 노래 를 모방한다. 개미들은 먹이를 찾고 둥지를 보호하기 위해 서로 협력한다. 꿀벌은 같은 벌집에 사는 벌들에게 꿀을 어디에서 찾을 수 있는지 알려주기 위해 엉덩이를 흔들면서 추상화 를 사용한다.
하지만 인간에게서 다섯 가지 C는 서로 얽히고 강화되 어64 이 다섯 가지를 완전히 다른 수준으로 넘어가게 한다. 명금songbird은 다 자란 명금 교사들로부터 노래를 배운다. 인 간은 노래하는 방법뿐 아니라 휴일에는 어떤 노래가 적합한 지처럼 노래와 관련된 사회적 현실까지 배운다. 미어캣은 반 쯤 죽은 먹이를 가져와서 새끼들에게 죽이는 법을 가르친다. 인간은 죽이는 것뿐만 아니라 우발적 살인과 고의적 살인의 차이 또한 배우고, 각각에 대해 다른 법적 처벌을 만든다. 쥐 는 맛있는 음식을 냄새로 표시해 먹어도 안전한 음식임을 서 로에게 가르친다. 우리는 무엇을 먹을지뿐만 아니라 우리 문 화에서 어떤 음식이 메인 코스 또는 디저트인지, 각각 어떤 그릇을 사용해야 하는지도 배운다.