요즘 가장 뜨거운 과학 분야 중 하나가 우리들의 뇌와 관련된 부분이 아닐까 싶다. 심리학은 물론 광고, 마케팅에 이르기까지 뇌 과학이 사용되지 않는 부분은 거의 없다 해도 과언이 아니다. 또한 뇌 과학만큼 아직까지 우리들 앞에 완전히 밝혀지지 않은 분야도 없을 것이다. 그것은 우리들 인간의 뇌를 실험대상으로 삼을 수 없을 뿐만 아니라, 동물과 인간의 뇌에서 단지 조그마한 유전자 차이도 그 양상은 퍽이나 다르게 나타나기 때문이다.

이 책은 뇌과학자인 수전 그린필드가 지금까지 밝혀진 뇌의 비밀을 토대로 일반인들이 쉽게 이해하도록 쓰여있다. 그렇기에 복잡한 뇌의 구조나 명칭 등에 집착하기 보다는, 뇌에서 정보가 교환되는 방식이라든지, 뇌에서 일어나는 현상과 그 원리를 소개하고 있어, 전반적인 뇌를 이해하게끔 도와주고 있다.

오래 전부터 과학자들은 끊임없이 뇌의 특정부위와 기능을 연결시키려는 시도를 해왔다. 그렇기에 그들은 인간의 뇌를 파충류의 뇌, 원시포유류의 뇌, 신생포유류의 뇌 등으로 서열화 시켰고, 이 서열별로 체계화 되어 있다고 생각했다. 그러나 과학의 발달, 특히 X선이나 CT, MRI와 같은 검사장비의 발달은 이러한 기존의 생각이 틀렸음을 알려 주었다. 이들 장비는 미묘한 차이가 있는 과제를 수행할 때, 특정 뇌 부위가 활성화되는 것을 이용하여 인간의 뇌에 대한 많은 정보를 우리에게 알려주고 있다. 뇌에서 가장 중요하고 기본적인 사실은 뇌가 여러 부위로 이루어져 있고, 뇌의 구조와 화학적 양상은 일치하지 않는다는 것이다. 즉, 뇌의 한 부위에만 존재하는 화학물질은 없었다. 다시 말해 인간의 뇌는 구조적으로 뚜렷하게 여러 부위로 나뉘지만, 각 부위는 독립적인 작은 뇌가 아니라, 기능에 따라 서로 다른 뇌 부위들이 협력하여 작용하고 있다.

감각을 예로 들어보면 이를 분명하게 알 수 있다고 한다. 뇌의 일생은 바깥세상과 끊임없는 대화를 한다고 볼 수 있다. 시각적, 청각적, 후각적 자극을 무차별적으로 받고 있기 때문이다. 뇌는 이처럼 쏟아져 들어오는 감각정보를 가공하고 조정하며, 그 결과를 운동으로 표현하는 핵심역할을 하는 장치이다. 운동신경로는 뇌에서 시작하여 척수를 지나 근육을 조절함으로써 운동을 통제한다. 그러나 우리가 하는 운동은 운동피질은 물론 소뇌와 기저핵에서도 담당한다. 소뇌와 기저핵은 독립된 단위로 작용하지 않고, 뇌의 바깥층인 피질과 정보를 교환하며 작용하고 있는 것이다. 그러면 이들은 어떻게 정보를 교환하고 있을까? 뇌조직에서 가장 기본적인 요소는 우리가 뉴런이라 부르는 신경세포이다. 신경세포에는 세포체가 있고, 세포체에는 전기신호를 받아들이는 수상돌기와 세포체에서 생성된 전기신호를 다른 신경세포로 전송하는 축삭이 있다. 또한 신경세포와 세포 사이에는 시냅스라는 간격이 존재하는데, 축삭을 통해 들어온 정보는 화학물질에 의해 시냅스로 전달되며, 시냅스는 이를 표적 신경세포의 수상돌기에 전달함으로써 정보가 교환된다고 한다.

우리들이 마음이라 부르는 것도 마찬가지이다. 마음은 기억에 의한 감정이라고 생각할 수 있다. 이러한 기억 역시 우리들 뇌의 한 부위에만 저장되는 것이 아니라 여러 부위에 걸쳐 분포한다고 저자는 말한다. 기억되는 대상의 종류와 그것이 유발하는 정황적 연관성에 따라, 서로 다른 수준의 신경회로가 전체 피질에 걸쳐 분배된다는 것이다. 즉, 신경세포들 사이의 연결이 증가하면 기억이 형성되는 것이다. 그리고 모든 유형의 기억은 한시적이고 분리 가능한 단기기억 단계로 들어가고, 이는 30분 정도만 지속된다. 이러한 단기기억이 장기기억의 단계로 넘어가면 시냅스가 전달하는 신경종말의 수가 늘어나고 그들간 새로운 연결이 형성된다고 한다.

이러한 뇌는 정자와 난자가 수정한 후 첫 달이 끝날 무렵 만들어지기 시작해서, 임신 9개월에 이르면 우리가 일생 동안 가지고 살아가게 될 거의 모든 신경세포가 뇌 속에 자리잡는다고 한다. 출생 당시 사람의 뇌는 350㎤, 생후 6개월이 되면 성인의 절반, 만 두살이 되면 3/4, 그리고 만 4살이 되면 출생 당시의 4배인 1400㎤에 이른다. 뇌가 커지는 것은 신경세포가 늘어나기 때문이 아니라, 신경세포들 사이의 정보교환 통로로 작용하는 축삭이 발달하기 때문이다. 16세가 되면 뇌의 성숙이 완성된다. 그리고 신경세포의 연결과정은 성숙한 후에도 자극이 풍부한 환경에서 증가할 수 있으며, 뇌에서 가장 큰 변화를 일으키는 요인은 육체적 활동이 아니라 학습과 기억이라고 한다. 그러나 중년의 뇌는 여전히 발전하고 환경에 반응하지만, 특정과정에 있어서는 속도가 느려진다고 한다. 인간의 모든 신체기관이 그러하듯이 뇌도 노화현상에 접어들기 때문이다.

현대사회에서 우리는 많은 뇌 과학과 관련된 책을 접하고 있다. 그러나 생물학이나 뇌와 관련된 기본적인 지식이 없다면 그것들을 읽고 이해하는데 조금은 어려움을 느낀다. 처음 이 책을 접하고서도 기존의 뇌 과학서적과 유사할 거라고 생각했는데, 읽다 보니 별 어려움이 없이 읽힌다. 그것은 아마 저자가 일반인들이 뇌를 쉽게 이해하게끔 평이한 문장으로 서술했기 때문 일 게다. 뇌 과학에 흥미가 있는 사람들에게 기본적인 사실을 알려주는데 적당한 책이라는 생각이 든다.

우리가 사는 현실은 각자 생각하기에 따라 하루하루가 지옥같기도 하고 즐겁기도 하다.

어제를, 작년을, 10년 전을 기억하고 싶은 사람도, 기억하고 싶지 않은 사람도 있다.

똑 같은 우주 안에서, 지구라는 행성 위에서 함께 살아가는 동식물들과 달리 인류는 현실을 인정하고 받아들이고 순응하지 못한다.

그리고 고릴라와 침팬지의 공통 조상에서 갈라져 나온 이후, 지금으로부터 700만년 전 유인원에서 또 갈라져 나온 ’사람종’은 지구 상에서 살아오는 동안 그래왔기 때문에 ’아바타’를 만들고 보고 즐길 수 있게 되었다.

비슷한 시기에 좁은 한반도에서 태어나 비슷한 경험을 거치면서 살아온 나와 내 친구는 어찌하여 그렇게 세계관도, 개성도, 좋아하는 것도, 싫어하는 것도, 미래에 대한 예측도 다를까?

사람들 개개인의 특징과 성격은 어디에서 비롯되는가?

도대체 마음과 영혼의 물질적, 육체적 실체가 있을까?

30년 전 일인데도 기억이 나는 일도 있고 일주일 전 인데 왜 기억이 나지 않을까?

동물은 마음이나 기억이 있을까?

인류의 경험과 지식, 습관이나 성격은 과연 실제 유전되는 것일까?

과학의 발달은 인간의 뇌 수준에 근접한 컴퓨터를 발명할 수 있을까?

생각과 지식, 추억과 예측은 뇌의 어느 부분에서 일어나는 현상인가?

CT, PET, MRI, MEG는 뇌에서 무엇을 알 수 있을까?

- CT : Compted Tomography, 전산화 단층 촬영술 (엑스선)

- PET : Positron Emissions Tomography, 양전자 방출 단층 촬영술((방사성 동위원소)

- MRI : Functional Magnetic Response Imaging, 기능적 자기공명영상검사(산소와 전자기파)

- MEG : Magnetoencephalography, 자기뇌파검사(자기장)

그것에 대한 답의 기초는 이 책 안에 들어있다. 

이 책은 ＜ 섹스의 진화 ＞, ＜원소의 왕국＞, ＜ 마지막 3분 ＞, ＜인류의 기원＞, ＜세포의 반란＞에 이어 - 사이언스 마스터스 시리즈 - 의 여섯 번째 책으로, 현대 과학의 총아로 각광받고 있는 ’뇌과학’을 주제로 한 것이다.

(주)사이언스북스에서 펴내고 있는 세계적인 과학 교양서 시리즈인 [사이언스 마스터스] 시리즈는 세계의 최고 과학자들(Masters)이 참여했다. 영국 굴지의 출판 그룹인 오리온 출판 그룹의 회장 앤서니 치텀(Anthony Cheetum)과 세계적인 출판 에이전트 존 브록만(John Brockman)이 공동 기획한 [사이언스 마스터스] 시리즈에는 퓰리처상을 수상한 과학 저술가 ’제러드 다이아몬드’, 베스트셀러 화학 저술가 ’피터 앳킨스’, 뛰어난 우주론 해설가 ’폴 데이비스’, 고인류학의 대가 ’리처드 리키’, 암세포의 발생 과정을 밝혀낸 ’로버트 와인버그’, 최고의 진화생물학자로 평가받은 ’에른스트 마이어’와 ’리처드 도킨스’, 인지과학의 개척자 ’대니얼 데닛’, 공생 진화론의 창시자 ’린 마굴리스’ 등 과학 문화를 선도하고 있는 과학자들이 직접 참여하고 있다.

영국 옥스퍼드 대학교 약리학 교수로 재직 중인 저자는 세계적인 뇌과학자이자 뇌과학에 대한 가장 친절한 해설가로 이름 높다. 뇌의 약리학적 현상에 대한 연구는 물론, 다양한 대중 강연과 텔레비전 다큐멘터리에 참여해 과학 대중화에 힘써 온 그녀는 그 공로를 인정받아 다양한 과학 저술상을 받았고, 오랜 역사를 가진 영국 왕립 과학 연구소(The Royal Institution of Great Britain)의 초대 소장으로 임명되었다. 또한 1826년 전자기학의 창시자 중 한 명인 ’마이클 패러데이’가 첫 번째 연사로 나선 이래 영국 최고의 과학자들만이 강연자로 초청받을 수 있는 영국 왕립 연구소 성탄절 청소년 과학 특강의 연사로 초청받아 뇌과학에 대해 강연한 바 있다.(지난 30년 동안 BBC 중계방송되고 있음... 서구문화 중 부러운 모습..)

 바로 그 저자의 성탄절 특강과 영국 그레셤 칼리지에서 의학 교수로 일하면서 2년간 진행했던 대중 강좌에 그 뿌리를 두고 있다. 하지만 저자는 단순히 강의 내용을 글로 정리하는 게 아니라, 강의를 통해 얻은 생생한 경험들을 바탕으로 청소년에서 일반인까지 뇌에서 벌어지는 신기한 현상과 그 바탕에 있는 원리, 그리고 더 나아가서 “어떻게 뇌에서 ‘마음(정신)’이 일어나는지...”를 흥미진진하게 소개한다.

이 책은 본질적으로 ‘마음의 본질’에 관한 책이다. 책 속에서 뇌가 작동하는 원리에서부터, 신경세포와 뇌가 만들어지는 과정, 신경세포와 신경세포가 신호를 주고받는 방법을 거쳐 뇌라는 물질에서 기억과 의식이라는 정신이 생기는 과정을 탐구할 수 있다. 그리고 뇌에 구멍에 뚫린 환자에서 2년 전의 일을 기억하지 못하는 환자까지 진기한 사례들과 뇌의 신비를 밝혀낸 과학자들의 피땀 어린 노력도 들을 수 있다.

책의 내용을 살펴보면,

휴먼브레인/수전 그린필드/박경한/사이언스북스/2005

15년 전 뇌 공부를 처음하면서 생각했던 것과는 많이 달라진 최신 뇌과학을 개괄적으로 볼 수 있었습니다. 무엇보다 번역이 비교적 매끄러워서 비전문가들이 접근하기에도 용이한 편이었구요. 솔직히 말해서 비전문가들에게 껄끄러운 책은 전문가들에게도 편안하지는 않으니까요. 이나스 로돌프의 꿈꾸는 기계의 진화는 무척 흥미롭고 또 대단한 역작이라고 생각하지만 내가 이 분야에 그리 깡통이 아님에도 불구하고 읽기가 편안하지는 않았답니다. 번역상의 오류까지는 아니더라고 아마 작가가 과학을 다소 문학적으로 비유함으로써 빚어진 난해함이 아니었을까 하는 생각도 듭니다. 
딴 책 이야기를 많이 했는데, 어쨌거나 최근 뇌과학의 주류는 뇌란 연합체제란 말인 것 같습니다. 인간의 뇌세포는 임신 9개월이면 우리가 일생 가지게 될 뇌세포의 거의 대부분을 갖게 되긴 하지만 이 신경세포를 표율적으로 작동하게 만드는 수초는 보통 성장판이 닫힌다고 하는 15살이 될 때까지 본인이 보고 듣고 느끼고 또한 배우고 익힌 것에 따라 다양하게 성장한다는군요. 더욱 흥미로운 것은 그 이후로도 심지어 육칠십이 넘어서도 이런 성장을 계속 된다는 점이지요.
이미 갖고 있는 여러가지 축적된 것들을 끊임없이 연결하여 새로운 해결책을 만들어내는 것이 바로 뇌가 연합체제라는 개념인 것 같습니다. 한가지 일이 머릿 속 어딘가에 한 곳에 저장되고 필요할 때 끄집어 내서 쓰는 것이 아니라는 말이지요. 뇌는 단순히 기억하고 추억하는 기관이 아니라 우리 머릿속에서 기억하는 것은 어떤 하나의 방이 아니라 어떤 망 이라고 표현해야 한다고 할까요. 때에 따라 다양하게 일깨워지는 하나가 아닌 다수의 망. 내 생각에 쌍둥이라고 해도 이 뇌라는 존재의 다양성 때문에 사람이 달라지는 게 아닌가 싶기도 합니다.
아인쉬타인의 뇌의 신비가 오늘 처럼 밝혀지지 않았을 과거에 인간은 자신의 뇌의 1%만 사용한다는 말을 남겼습니다. 그러나 이 책을 읽고 나니 사람은 뇌를 1%만 사용하지 않는 것이 아니라, 나이가 들면서 계속 사고하고 행동함으로써 1%씩 축적하는 것을 그만두어 버린 것이 아닌가 하는 생각이 듭니다.
쓰고 보니 어려운 말이 되었는데, 어쨌거나 나이가 들어도 계속 학습할 수 있고, 새로울 수 있고, 창조력을 가질 수 있다는 점에서 무척 긍정적인 마음을 갖게 만드는 책이었습니다.
안되는 일이란 게 세상에는 반드시 있는 법이지만, 나이와 상관없이 계속 새로운 것에 도전한다는 것은 항상 즐거운 일이니까요.

책도 작고 페이지도 적지만..

문장이 길어서.. 자꾸만 길을 잃고..^^

뇌에 관한 전반적인 지식을 주는 책이다.

수전 그린필드 이 이름 기억하고 싶다..

혹시 그녀는 자신의 뇌를 기증할 생각일까???

이것참 궁금해 지네..

수전 그린필드는 뇌과학 분야의 최전선에서 활동하는 탁월한 이론가이자 그러한 최신이론의 대중화를 위해 노력하는 지식인의 책무에도 게으르지 않은 인물이다. 뇌과학에 관심이 있다면 당연히 이러한 인물의 저작을 지나치지 말아야 한다.

 뇌과학의 발달사와, 흥미진진한 뇌의 작용에 관한 지식들 이외에도 눈여겨 봐야 할 것은 뇌가 작동하는 방식에 관한 저자의 설명이다. 루리아를 계승한 대부분의 뇌,신경과학자들 처럼 지은이도 뇌 각 부분의 네트워크가 만들어내는 행동의 복잡한 기전에 초점을 맞추고 있다. 뇌의 각 부위나 영역은 어떤 행동과 일대일 대응관계에 있지 않다. 이 책은 이러한 내용에 중점을 두고 해부학적 수준에서 세포, 분자생리학적 수준까지 뇌의 각 계층별 작용에 관한 내용을 초심자 수준에서 다룬다.

한가지 아쉬운 점은 이 책이 의식이나 마음에 대한 이론을 충분히 발전시키지 않고 있다는 것이다. 그것은 이 책의 범위를 너무 확장시키지 않기 위해서 그런것으로 추측되는데, 동저자의 다른 책인 ＜브레인 스토리＞는 이 책의 그러한 아쉬움을 충분히 만족시켜준다.