(프롤로그) 나도 별의 순간을, 와이낫?
“일생에 한 번인 별의 순간을 잡아라.“
요즈음 유명해진 이 문구, 뉴스에서 들어 본 적이 있나요? 나와는 상관없는 그저 남의 일로 들렸나요? 그러나 이 글들에서는 남의 별이 아니라, 우리 자신의 별에 대해 쓰려 합니다.
우리 은하에는 약 1000억 개의 태양과 같은 별들이 있습니다. 두뇌에도 약 1000억 개의 뇌신경이 있습니다. 수소 원자들이 중력에 의해 응축되며 어느 순간 핵융합 반응 불꽃이 붙으며 별이 탄생하듯 뇌에서도 새로운 아이디어 별(신경)이 탄생합니다. 우리가 창조라고 부르는 과정입니다.
필자의 최근 관심: 저는 전에 과학 분야 일을 하였습니다. 직업으로 과학을 할 때는 좁은 전문분야에 매이고 스케줄과 스트레스에 쫓기며 즐거움을 별로 느끼지 못했다는 것이 솔직한 고백입니다. 그러나 현장을 떠난 지금은 최근 발전을 보며 과학의 초점이 드디어 우리의 뇌로 그리고 의식으로 향하고 있음을 보며 영원히 접근 불가능할 것 같던 영역으로 성큼 들어와 있다는 것을 깨닫고 감동을 받습니다. 특히 두뇌의 기본인 기억의 메카니즘이 규명되어 두뇌의 메카니즘이 우리 삶에 보다 직접적으로 간여하는 것을 느끼며 깊은 감명을 받았습니다. 그래서 최근 뇌과학 발견들이 우리의 삶에서, 물론 제가 궁금하게 여기는 것들에 한하지만, 의미하는 바를 구체적으로 확인하고자 일상의 에세이 글로 쓰게 되었습니다. 특히 우리가 늘 부딪히는 학습과 창조에 대해 초점을 맞추었습니다.
어떻게 우리의 잠재력을; 세월이 훌쩍 지나고 보니 너무도 많은 시간들을 내가 하고 싶은 일들 어느 것도 제대로 하지 못하며 보냈다는 생각이 절실합니다. 그러나 이제라도 용기를 내어
‘Never too late.’
‘지금이 시작할 시간이다.’라고 떠올리고 다짐합니다.
어떻게 하면 좋았을까? 어떻게 하면 우리의 잠재력을 제대로 펼칠 수 있을까? 그러나 때때로 경험합니다. 나에게 강한 충동이 일어났을 때는, '자, 이를 어떻게든 써야겠다.‘라는 생각이 들면 단지 30분, 1시간에도 내가 벼르던 글 한 편이 되는 것을 경험하곤 합니다. 물론 초벌을 두고 하는 이야기입니다. 내가 몇 년을 미루던 일도 더 이상 물러설 수 없는 상황이 되면 단 2-3시간에도 해내는 나의 패턴을 경험합니다. 그러나 이렇게 어쩌다 생기는 수동적 상황에 기대지 말고 좀 능동적으로 나의 두뇌를 다루는 방법은 없을까?
잠재력을 발휘하기 위한 중요한 조건은?: 두뇌는 나에게 그야말로 블랙박스입니다. 아니 생각에 잡히지도 않는 대상이었다고 말하는 것이 오히려 맞는 표현입니다. 그러나 일단 블랙박스라고 하지요. 내 마음대로 움직여 주지 않는 블랙박스입니다. 내 감정을 조절하고, 습관을 고치고, 일하는 패턴을 바꾸기가, 나의 블랙박스임에도, 내가 원하는 대로 되지 않습니다. 나의 무의식에는 '우리 마음(두뇌)은 그런 거야' 라며 회피하는 비겁한 생각도 있을 것입니다. 그러면 이 블랙박스를 어떻게 다루나요?
먼저 일반적인 블랙박스 모듈은 어떻게 사용해야 할까요? 용도에 맞게 써야 하고 사용법을 따라 써야합니다. 나만이 내 손으로 가려운 곳을 긁을 수 있듯이 우리 두뇌 블랙박스도 나만이 긁을 수 있는 도구입니다. 그러니 사용법도 내가 만들어 가야 한다는 말이지요. 먼저 우리 두뇌의 잠재력을 살펴보고, 이 잠재력을 발휘하기 위한 중요한 조건들은, 또는 환경은 무엇일까 살펴봅니다.
스트레스와 게으름: 경험을 돌아보면, 무엇보다 잠재력을 가로막는 것은 나를 위축시키는 스트레스입니다. 내 몸의 스트레스 그리고 타인과의 다툼, 화냄, 공포, 불안 등과 같은 스트레스 들입니다. 일단 감기에 걸려 열이 나거나 모기에 물려 몹시 가려우면 새로운 아이디어는 자취를 감춥니다. 그리고 게으름처럼 나를 부정적으로 만드는 습관들, 이러한 것들이 우리 두뇌 잠재력을 녹슬어 버리게 합니다. 그러므로 이러한 스트레스와 습관의 관리는 중요한 문제이나 또 하나의 주제입니다. 이 글에서는 어느 정도 자유로운 몸과 정신 상태를 가정하고 우리의 잠재력 발휘에 초점을 맞추고자 합니다.
신경 네트워크와 회로 모델; 이제 우리 블랙박스를 이해하기 위해 약간의 두뇌 내부 구조를 파악할 필요가 있습니다. 우리 뇌는 약 1000억 개의 신경세포로 이루어져 있습니다. 그리고 각 신경은 수천개의, 시냅스라 불리는, 연결점들을 가지고 있습니다. 신경의 주 임무는 정보 전달입니다. 정보 전달은 이 연결점들을 통해 이루어집니다. 그러므로 이 신경들이 연결되어, 마치 우리 컴퓨터 연결망처럼 네트워크를 이루고 있습니다. 그리고 복잡한 전자회로 망처럼 연결되어 있다고도 이해할 수 있습니다.
전자공학자들은 이런 복잡한 전자회로를 이해하는 수단을 가지고 있습니다. 이른바 ‘회로정리’를 통해 해석하고 이를 등가회로 개념으로 아주 단순 모델화하여 이해합니다. 복잡한 블랙박스 회로를 입력, 출력, 피드백이라는 3개의 단자를 가진 간단한 블랙박스로 이해할 수 있습니다. 우리 두뇌 회로도 유사하게 이해할 수 있습니다. 즉 입력(감각 신호), 출력(운동신경) 그리고 피드백(두뇌의 중간 신경들) 3 단자를 가진 간단한 회로 모델입니다. 여기서 입력과 출력은 쉽게 이해할 수 있습니다. 그리고 피드백은 출력을 조절하는 신호입니다.
음의 피드백 특성: 우리 방의 온도조절기를 보겠습니다. 온도조절기는 그 내부구조가 복잡한 블랙박스입니다. 온도 조절기 블랙박스의 역할은 방안 온도가 설정온도보다 낮으면 난방기를 돌려 가열하고 높으면 난방기를 멈추어 방안 온도를 일정하게 유지하는 것입니다. 온도 조절기도 입력, 출력, 피드백으로 구성된 회로로 이해할 수 있습니다. 이때 입력은 방안 온도, 출력은 전열기로 보내는 전기 신호라 둡니다. 그리고 피드백을 방안 온도와 설정 온도와의 차이로 둡니다. 그러므로 방 온도가 설정온도보다 낮으면 피드백 신호는 마이너스(-)가 됩니다. 그러나 이때 난방기를 켜야하므로 난방기로 ‘켜라‘는 온(+) 신호를 보내야 합니다. 이런 식의 피드백 작동은 피드백 신호와 반대 부호의 출력을 보내므로 음(-)의 피드백이라고 부릅니다. 우리 몸의 체온, 심장박동, 내분비계와 같이 항상성을 유지해야하는 기능은 이런 음의 피드백 작동으로 이해할 수 있습니다.
양의 피드백과 가속 특성: 그러면 양의 피드백 작동은 어떨까요? 방 온도조절기가 양의 피드백으로 설정되었다고 가정합니다. 방 온도가 설정온도보다 높으면 피드백 신호는 양(+)이므로 난방기로 온(+) 신호가 가게 되므로 방 온도는 더욱 올라갑니다. 그리고 방 온도가 올라가면 갈수록 더욱 가열하게 되므로 결국 방 온도가 치솟아 화재가 발생하는 폭발적 상황이 됩니다. 그러므로 양의 피드백은 온도 조절장치로서는 적당하지 않은 피드백입니다.
그러나 우리 두뇌에서는 이러한 양의 피드백이 매우 중요한 역할을 합니다. 양의 피드백이 효과적으로 작동하는 예가 사냥개의 사냥감 추적 과정입니다. 처음에 냄새의 흔적을 찾지 못하고 헤매다가도 일단 미약한 냄새라도 맡으면 그 냄새의 방향으로 접근하고 그러면 냄새는 강해지고 그러면 더욱 빨리 접근할 수 있게 됩니다. 그러면 순식간에 사냥감을 찾아냅니다. 또 다른 예는 코로나19의 확산과정입니다. 감염지수가 1을 넘으면 (발생한 환자 한 명이 한 명 이상에게 전파하는 상황) 환자 수가 증가합니다. 환자 수가 증가하면 자연히 감염자 수가 더욱 증가하고 이 과정이 가속되며 환자 수는 폭발적으로 늘어납니다. 우리가 지난 몇 번의 확산을 경험한 것처럼 조치가 없으면 폭발적으로 확산됩니다. 이러한 양의 피드백 현상은 가속현상을 일으키는 폭발적 특성을 가지고 있습니다.
별의 탄생도 양의 피드백 현상: 별의 탄생 순간도 양의 피드백 현상으로 이해할 수 있습니다. 우주 공간에서 수소와 같은 물질들이 중력에 의해 응축하며 온도가 오르게 됩니다. 물질들이 응축하면 중력은 더욱 증가하고 응축 속도도 빨라지고 별의 온도가 가속적으로 올라갑니다. 급기야는 핵융합 반응이 일어나는 온도까지 증가하여 엄청난 에너지와 빛을 발생시키며 별이 탄생하게 됩니다. 별의 탄생은 대표적인 양의 피드백 현상입니다.
양의 피드백 과정이 우리의 뇌에서도 매우 중요한 역할을 합니다. 우리의 학습, 탐구, 그리고 창조 활동 등이 모두 양의 피드백 현상입니다.
양의 피드백의 가속 조건: 그러면 어떻게 우리의 학습, 탐구, 창조 활동들이 꽃피우게 할 수 있을까요? 중요한 것은 이 과정이 소멸되지 않고 가속되도록 해야 합니다. 코로나 확산처럼 그 감염지수가 1보다 커야하듯 두뇌의 학습, 탐구, 창조 활동에서도 확대재생산되는 양의 피드백 가속조건이 있습니다. 일단 가속조건을 넘어서게 되면 결국 새로운 별의 탄생은 속도의 문제일 뿐입니다. 먼저 지속적 집중적으로 양의 피드백을 공급하여 가속조건을 만들어 주는 것이 창조의 제일 요령(원리)이라고 할 수 있습니다.
