<우주에서 가장 경이로운 우리의 뇌>
“바디(Body)-우리 몸 안내서”中
<우주에서 가장 경이로운 우리의 뇌>
“바디(Body)-우리 몸 안내서”中
해 헌 (海 軒)
오늘은 자신의 몸에 의지하며 평생을 살아가지만, 그 몸이 어떻게 구성되어 있고
어떻게 움직이고 어떤 일들이 벌어지고 있는지 전혀 모르는 사람들이 많은 세상에
<거의 모든 것의 역사>의 저자 빌 브라이슨이 우리 몸에 대하여 해박하게 알려
주고 있는 것을 한 번 더 보려고 합니다.
저자인 빌 브라이슨(1951~)은 예리한 관찰력과 재기발랄한 문체로 ‘현존하는 가장
재미있게 글을 쓰는 저널리스트’로 평가받으며 많은 독자 팬을 보유한 작가라고
합니다. 미국 아이오와주에서 태어났으며 영국 <더 타임스>와 <인디펜던트> 신문
에서 기자이자 여행작가로 활동하며 수많은 화제작을 출간했습니다.
2005년 영국 던럼대학교 학장으로 임명되었으며 과학발전을 위한 RSC협회에서
대통령상을 수상했고 문학발전에 기여한 공으로 대영제국훈장을 받았습니다.
저서로는 <거의 모든 것의 역사>, <나를 부르는 숲>, <빌브라이슨 발칙한 유럽산책>,
<빌브라이슨의 셰익스피어 순례> 등등 많은 책이 있습니다.
지난 시간은 우리 몸의 구성과 피부에 대한 주제였고, 오늘은 뇌에 관한 이야기를
해보겠습니다.
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★ 경이로운 뇌
우주에서 가장 놀라운 것이 우리의 머릿속에 들어 있다. 우주를 아무리 더 멀리
여행한다고 해도, 우리의 두 귀 사이에 있는 무게 약 1.5킬로그램의 물컹거리는
덩어리만큼 경이로우면서도 복잡하고 고도의 기능을 수행하는 것을 찾을 가능성
은 아주 낮다.
인간의 뇌는 너무나도 경이로운 대상치고는 너무나 볼품이 없다. 우선 뇌는
75-80퍼센트가 물이며, 나머지는 주로 지방과 단백질이다. 이런 평범한 물질
세 가지가 생각과 기억과 시각과 미적 감상 등 온갖 일을 할 수 있는 방식으로
모일 수 있다는 것 자체가 너무나도 놀라운 일이다.
뇌의 크나큰 역설은 우리가 세계에 관해 아는 모든 것이 그 자체로는 결코
세계를 본 적도 없는 기관을 통해서 우리에게 제공된다는 점이다.
뇌는 지하 감옥에 갇힌 죄수처럼 소리도 빛도 없는 곳에 있다. 통증 수용기도
전혀 없고, 아무것도 느끼지 못한다.
우리 뇌에는 세계가 그저 모스 부호를 두드리는 것 같은 전기 펄스의 흐름일
뿐이다. 뇌는 당신을 위해서 이 밋밋하고 중립적인 정보로부터 활기차고,
삼차원적이고, 감각적인 우주를 만든다.
말 그대로 창조한다. 당신의 뇌가 바로 당신이다. 그밖의 모든 것은 그저
배관과 비계일 뿐이다.
아무것도 하지 않고 가만히 앉아만 있어도, 우리의 뇌는 30초 사이에 허블
우주 망원경이 30년 동안 처리해온 것보다 더 많은 정보를 훑는다.
피질 1세제곱밀리미터(모래알만 한 크기)에는 많으면 2,000테라바이트의
정보가 저장될 수 있다. 예고편까지 포함하여 지금까지 만들어진 모든
영화나, 이 책의 약 12억 부를 저장할 수 있는 용량이다.
사람의 뇌는 총 200엑사바이트 수준의 정보를 담는다고 추정된다.
네이처 뉴로사이언스의 말을 빌리자면, “현재 세계의 디지털 콘텐츠 전체”
와 거의 비슷한 용량이다.
★ 뇌와 에너지
뇌는 굶주린 기관이라고 묘사되고는 한다. 몸무게 중 2퍼센트를 차지할
뿐이지만, 에너지의 20퍼센트를 쓴다. 신생아의 뇌는 에너지의 무려 65
퍼센트를 쓴다. 아기가 늘 자고 있는 이유도 어느 정도는 그 때문이다.
자라는 뇌가 에너지를 다 소모하기 때문이다. 그리고 아기가 체지방이 많은
이유도 그렇다. 지방은 필요할 때에 쓸 에너지 저장소이다.
근육이 가장 에너지를 많이 사용하지만 그것은 몸에 근육이 많기 때문이다.
물질 단위당 따졌을 때, 뇌는 우리의 기관들 중에서 가장 그리고 월등히
유지비가 많이 든다. 그러나 뇌는 경이로울 만큼 효율적이기도 하다.
우리 뇌는 에너지를 하루에 약 400칼로리만 필요로 한다. 블루베리 머핀
1개의 열량과 비슷하다.
★ 뇌의 기억 저장 – 해마
뇌의 부분 중 해마(Hippocampus)는 기억의 저장에서 중추적인 역할을 한다.
(실제 모습이 바다에 사는 ‘해마’와 비슷하게 생겼다.)
해마의 끝부분에는 편도체(amygdala)가 있는데, 편도는 아몬드를 뜻하며
두려움, 분노, 불안, 온갖 유형의 공포증 같은 강렬하면서도 스트레스를
유발하는 감정들을 담당한다. 편도체가 망가진 사람들은 말 그대로
두려움을 모르며, 심지어 남들의 두려움도 알아차리지 못할 때가 많다.
편도체는 우리가 자고 있을 때 유난히 활성을 띠며, 우리가 왜 그렇게
자주 악몽을 꾸는지를 그 점이 어느 정도 설명해줄 지도 모른다.
악몽은 그저 편도체가 무거운 짐을 내려놓는 과정일 지도 모른다.
우리는 기억이 어떻게 형성되고, 어떻게 어디에 저장되는지를 꽤 많이
알지만, 일부만 저장하고 일부는 저장하지 않는 이유를 알지 못한다.
기억 중 단기 기억은 정말로 단기적이다. 주소나 전화번호 같은 것들을
30초쯤 담고 있는 기억이다. 30초가 지난 뒤에도 여전히 기억할 수 있다면
학술적으로는 장기 기억이다. 대부분의 사람들은 단기 기억 능력이 지독
히도 나쁘다. 우리 대다수는 무작위로 고른 단어나 숫자 6개를 잠시 동안만
믿을 수 있는 수준으로 기억할 수 있을 뿐이다.
반면에 노력을 기울여서 기억력을 단련하면 대단히 놀라운 결과를 얻을 수
있다. 미국에서는 해마다 전국 기억력 챔피언을 뽑는 대회가 열리는데,
참가자들은 정말로 경이로운 기억력을 보여준다. 한 챔피언은 겨우 30분을
쳐다보고서 무려 4,140자리의 무작위 숫자를 떠올릴 수 있었다.
사실 기억력 챔피언들은 대부분 지능이 유달리 높은 이들이 아니다. 그저
몇 가지 비범한 실력을 보이겠다는 동기를 가지고 기억력을 훈련했을 뿐이다.
★ 신비로운 대뇌겉질과 청소년기의 뇌
생각하고 보고 듣고 하는 모든 고등한 과정들이 뇌의 표면인 4밀리미터 두께의
대뇌 겉질에서 이루어진다는 것이야말로 뇌의 가장 놀라운 특징임에 분명하다.
대뇌 겉질의 지도를 처음으로 작성한 사람은 독일의 신경학자 코로비니안
브로드만(1868-1918)이었다.
브로드만은 현대 신경과학자들 중에서 가장 뛰어난 인물에 속하지만, 가장 제대로
인정을 받지 못한 사람이었다. 1909년 베를린의 한 연구소에서 일하면서,
그는 매우 꼼꼼하게 조사하여 대뇌 겉질의 47개 영역을 파악했다. 이후로 이
부위들은 브로드만 영역이라고 불렸다.
한 세기 뒤에 카를 칠레스와 카트린 아문츠는 <네이쳐 뉴로사이언스>에 이렇게
썼다. “신경과학의 역사에서 그림 하나가 이토록 큰 영향을 미친 사례는 드물다.”
뇌는 완전히 형성되는 데에 오랜 시간이 걸린다. 십대 청소년의 뇌 회로는 약
80퍼센트만 완성된 상태다. (십대 청소년을 둔 부모에게는 그리 놀라운 내용이
아닐 것이다.) 비록 뇌의 성장이 생후 첫 2년 동안에 이루어지고 10세
무렵이면 95%까지 완료되지만, 시냅스의 배선은 20대 중반이나 후반이
되어서야 완전히 마무리된다. 이는 청소년기가 사실상 성년까지도 꽤
이어진다는 뜻이다. 그 기간에 청소년들은 더 나이든 이들보다 더 충동
적이고 덜 심사숙고한 행동을 할 것이 거의 확실하며, 또 알코올의 효과에
더 민감할 것이다.
신경학 교수인 프랜시스 E.젠슨은 2008년 하버드 매거진에 이렇게 말했다.
“십대의 뇌는 그저 조금 덜 성숙한 어른의 뇌가 아니다. 그보다는 전혀 다른
종류의 뇌이다.”
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오늘은 우리몸 안내서 <바디>의 내용 중 가장 신비롭다는 “뇌”에 대한 이야기를
함께 들어보았습니다.
사실 뇌에 대한 이야기를 풀자면 몇날 며칠을 해도 끝이 없을 내용이지요.
오늘은 그중 몇 가지 흥미로운 내용을 소개하였습니다.
먼저 뇌는 약 1.5킬로그램 밖에 되지 않는 물컹물컹한 수분이 대부분인 장기
입니다. 나머지는 지방과 단백질인데 이런 곳에서 인간의 대부분의 삶이 이루
어지는 것이지요. 인간의 뇌는 바로 그 사람 자체라고 말합니다.
이렇게 중요한 뇌는 현대 과학이 발달함에 따라 많은 발전이 있었지만 아직도
너무나 아는 것이 적다고도 하지요.
뇌과학자들에 의하면, 뇌의 가장 큰 역설은 뇌는 한 번도 바깥세상을 구경한
적도 들은 적도 만진 적도 없다는 것이지요. 그럼에도 모든 감각을 신경을
통해 전달받는데, 여기에서 많은 혼선이 빚어집니다. 너무나 많은 정보를
다 기억할 필요가 없기에 선별 선택해서 이를 가공해서 인식을 하는데
이 과정에서 오류가 빚어져 많은 착각이 발생합니다.
또한 뇌기능 중 가장 중요한 것 중 하나가 바로 “기억”이지요. 이러한 기억은
주로 해마(hippocampus)에서 관장을 하고 있지요. 또한 해마의 끝부분인
편도체는 생존에 필수적인 기본적인 감정인, 분노, 두려움, 불안, 공포 등을
장악하고 있습니다. 각각은 인간이 참으로 견디기 힘든 감정이지만 이들로
인해 인간의 생존률은 높아졌고 현재까지 인간이 멸종되지 않고 살아있게
만든 유공자라 하겠습니다.
기억 중 단기기억은 순식간에 사라지는 기억인데, 노력을 하다보면, 경이로운
기억력을 인간은 가질 수 있다고 합니다. 즉 지능이 높지 않아도 꼭 달성
하겠다는 의지와 기억력을 높일 훈련을 하면 기억력이 높아질 수 있다는
것이지요.
그리고 인간의 고등 기능인 생각하고 보고 듣고 판단하는 모든 과정은
대뇌의 겉질에서 일어나고 불과 4밀리미터 밖에 안 되는 두께 안에서
이 모든 일이 이루어진다고 합니다.
다음에 이어진 내용에서 청소년들이 왜 성인과 다른 행동을 하는 지에 대해
잘 알려주고 있는데, 십대 청소년은 아직 80퍼센트 정도밖에 성장하지 않았고
20대 중후반이 되어야 비로소 뇌 시냅스의 배선이 완성이 된다고 하지요.
다시 말한다면, 20대 중반이 되어야 비로소 인간은 철이 든다고 생각하면
맞을 것 같습니다.
오늘도 하루 마무리 잘 하시고, 다음에 다른 내용으로 다시 오겠습니다.
감사합니다.
