Engram, 개념세포, 그리고 NCC I
아이유 뉴런 이야기 PART I
제니퍼 애니스턴 Jennifer Aniston?
할리 베리 Halle Berry?
유명한 배우들입니다만
이미지가 머릿속에 바로 안 떠오르네요.
그렇다면 아이유는?
네, 바로 이 순간 저뿐만 아니라 여러분의 뇌 속에 아이유 뉴런이 점화되었네요!
아이유 뉴런???
인제 조금 천천히 이야기를 들어봐 주세요.
크리스토프 코흐 Christof Koch라는 저명한 뇌과학자가 있습니다.
오랜 기간 동안 칼텍(California Institute of Technology)의 교수를 역임했고,
지금은 알렌뇌연구소(Allen Institute for Brain Science)* 소장입니다.
코흐는
의식의 신경 상관물(Neural Correlates of Consciousness, 이하 NCC)
개념을 처음 제안한 학자입니다.
코흐는 NCC를 다음과 같이 정의하고 있습니다.
"특정한 의식적 지각을 위해 공통적으로 충분한 최소한의 신경 메커니즘"
혹은
"의식적 지각을 일으키는 뉴런의 최소 집합"**
길을 가다가 사나운 개를 만났습니다.
우리는 개를 지각하고 개를 "의식"하게 되겠죠.
바로 이 순간, 우리의 두뇌 속에 점화되는
뉴런들의 최소 집합이 바로 NCC입니다.
코흐는 여기서 "최소"를 강조하는 것이 중요하다고 지적합니다.
즉 개를 지각하는 순간 활성화되는 최소한의 뇌 부위를 찾아내는 것이
NCC연구의 목표라고 할 수 있습니다.
사나운 개를 만난다면
두뇌의 많은 부위의 뉴런이 활성화되고
또 그 뉴런들은 서로 연결될 것입니다.
만일 투쟁-도피 fight-flight 회로가 작동한다면
두뇌의 거의 전체 부위가 활발하게 움직일 것이기 때문입니다.
그래서, 아이유 뉴런은 대체 언제???
코흐는 UCLA 의대의 신경외과 의사인 이츠하크 프라이드와 함께
뇌전증(예전에는 간질이라고 불렀습니다) 환자를 대상으로 연구를 진행했습니다.
뇌전증 환자의 발작을 억제하기 위해
뇌에 아주 얇은 전극을 삽입하는 시술을 하는데요,
(다행히 뇌에는 통각 수용기가 없어서
뇌 자체는 전극을 삽입해도 고통을 느끼지 않는다고 합니다)
이렇게 전극을 삽입한 환자들에게 특정한 이미지를 보여주고
뇌 속 뉴런의 활동을 관찰하는 실험을 했습니다.
그 결과!
놀랍게도 제니퍼 애니스톤 사진에만 반응하는 뉴런이 따로 있고,
할리 베리에게만 반응하는 뉴런이 따로 있다는 놀라운 사실! 을
알게 되었습니다
이 뉴런들은 사진에만 반응하는 게 아니고
배우의 이름을 들었을 때도,
혹은 상상을 할 때에도 반응한다고 합니다.
심지어 공학자들의 경우
피타고라스 정리에만 반응하는 뉴런도 찾아냈다고 합니다!!!(아마도 제 머리 속에 피타고라스 정리 뉴런 같은 건 없을 것 같습니다만..)
이츠하크는 이러한 세포를 '개념 뉴런'(concept neuron)
이라고 이름 붙였습니다.
개념 뉴런의 놀라운 점은
"의식적 경험의 특수성이 세포 수준에서 직접적으로 대응한다"는
사실이 실험을 통해 입증된 것이라고 할 수 있습니다.
아이유!
사진을 보지 않아도
그냥 그 이름을 떠올리는 것만으로도
저와 여러분의 머리 속에
아이유 뉴런이 점화되고 있다니!
(물론 사진을 보면 더 강하게 반응할 겁니다)
그런데
곰곰이 생각해보면 떠오르는 의문점이 있습니다.
어느 누구도 아이유 뉴런을 가지고 태어나지 않을 것입니다.
그리고 아이유를 전혀 모르는 미국 사람들도
당연히 아이유 뉴런을 가지고 있지 않을 것입니다.
아이유 뉴런은 대체 어떻게 생기게 되는 걸까요?
아마도 제게는
다른 분들에게는 없는
코코 뉴런이 있을 것입니다.
아, 코코는 우리 집 강아지 2호입니다.
물론 글을 읽는 여러분 중에는
제게 없는 냥이 뉴런이 있는 분도 계실 테고요.
우리 두뇌 속에는 대략 860억 개의 뉴런이 있다고 합니다.
그 수많은 뉴런 중에
아이유 뉴런, 박서준 뉴런 세포가 따로 있다고
생각하면 놀랍지 않은가요?
(글이 너무 길어져서 PART 2로 넘어갑니다~
"아이유 뉴런, 코코 뉴런은 대체 어떻게 생기는 걸까?"
이 질문에 대한 고민, 그리고
Engram에 대한 이야기가 파트 2에서 이어질 것입니다)
*알렌뇌연구소는 빌 게이츠와 함께 마이크로소프트를 창업한 Paul Allen이
무려 1억 달러(!)를 기부해 설립한 연구소라고 합니다.
** "따옴표"안의 내용들은
코흐의 책,
<의식: 현대과학의 최전선에서 탐구한 의식의 기원과 본질>에서
인용한 내용입니다.
