1. 인간의 뇌는 왜 '위험한 도박'을 했을까? [0]

thumbnail 인간의 뇌는 안정된 구조 대신 환경 변화에 유연하게 적응하는 뇌 가소성을 선택했고, 이는 인간이 지구상에서 가장 번성한 종이 된 결정적인 이유이다.

1.1. 뇌 가소성: 인간 생존의 핵심 전략 [0]

  1. 우리는 20만 년 전 조상과 뇌 구조가 크게 다르지 않지만, 현재의 뇌로 과거에 가거나 과거의 뇌가 현재에 태어나도 별문제 없이 적응할 수 있다. [2]
  2. 이는 뇌 가소성 덕분이며, 인간이 지구상에서 가장 번성한 동물이 된 결정적인 이유이다. [4]
  3. 인간은 상대적으로 안정된 환경이었던 사바나를 벗어나 변화무쌍한 지형과 날씨에 적응해야 했기에, 미리 설계된 구조로는 한계가 있었다. [8]
  4. 따라서 뇌는 빠른 성장과 전문성을 포기하는 대신, 어떤 환경에도 유연하게 변화할 수 있는 가소성을 선택했다. [8]
  5. 이로 인해 인간은 가젤이나 기린과 달리 태어나자마자 뛰어다닐 수 없고, 10년 이상 부모의 보살핌이 필요한 약한 존재가 되었다. [9]

1.2. 뇌 가소성의 원리: 신경 회로의 재구성 [10]

  1. 뇌 가소성은 뇌가 환경에 맞춰 신경 회로를 스스로 재구성하는 능력이다. [15]
  2. 신체 부위가 사라지면, 해당 부위를 담당하던 뇌 영역이 다른 부분을 담당하는 부위에 잠식되며 재구성된다. [15]
    1. 1797년, 넬슨 경은 오른팔 절단 후에도 사라진 팔이 존재하는 듯한 느낌을 받았는데, 이는 팔을 담당하던 뇌 부분이 다른 부위를 담당하게 된 뇌 가소성의 결과였다. [11]
  3. 뇌 가소성은 매우 강력하여, 손가락 두 개를 묶어놓기만 해도 해당 영역들이 하나로 합쳐질 수 있다. [17]
  4. 뇌는 외부 세계를 스스로 공부하며 성장하며, 각 감각을 담당하는 뇌 영역은 유전자가 미리 정해놓은 기능이 아니라, 해당 감각 기관에서 온 신호가 우연히 도달했기 때문에 그 감각을 처리하도록 발달한다. [22]
  5. 야생에서 동물처럼 키워진 다니엘의 사례는, 뇌가 발달할 기회가 충분히 주어지지 않으면 학습이 불가능함을 보여준다. [18]
  6. 뇌의 각 부위는 특정 일을 하기 위해 태어난 것이 아니라, 주어진 일을 처리하며 발달한다. [26]
    1. 휜 족제비의 청각과 시각 피질 회로를 바꾸자, 각 피질은 역할을 바꾸어 정상적으로 기능을 수행했다. [25]

1.3. 뇌의 유연성: '회사'처럼 작동하는 뇌 [27]

  1. 뇌는 마치 회사처럼 작동하며, 특정 부서에 업무가 주어지면 그 업무를 처리하기 시작한다. [27]
  2. 만약 특정 부서에 더 이상 업무가 주어지지 않으면, 그 부서는 다른 부서에 흡수되어 재편된다. [29]
  3. 시각 장애를 가진 벤 언더우드는 혀로 소리를 내고 그 반사음을 듣는 박쥐의 음파 방향 탐지와 유사한 능력을 발달시켰다. [30]
    1. 벤은 혀로 소리를 내고 그 소리가 물체에 반사된 소리를 듣고 주변을 파악했으며, 이는 마치 박쥐가 음파 방향 탐지로 앞을 보듯이 작동했다. [31]
  4. 수천 명의 시각 장애인들이 이 능력을 발달시켰으며, 이들의 뇌를 조사한 결과 소리를 들을 때 청각 부서뿐 아니라 시각 부서도 함께 활성화되는 것을 발견했다. [33]

1.4. 뇌 가소성의 놀라운 속도와 꿈의 역할 [35]

  1. 뇌의 부서 개편은 예상보다 훨씬 빠르다. [34]
  2. 눈을 안대로 가린 지 단 한 시간만 지나도 시각 부서는 소리 신호에도 반응하기 시작한다. [35]
  3. 잠자는 동안, 외측 술상핵은 시각 부서로 랜덤한 신호를 보내고, 뇌간의 뇌교는 근육을 마비시켜 몸을 움직이지 않고도 세상을 경험하는 듯한 렘 수면(꿈)을 발생시킨다. [38]
    1. 이는 잠자는 동안 유일하게 할 일이 없는 시각 부서에 가짜 일거리를 던져주는 역할로 볼 수 있다. [41]
  4. 나이가 들수록 렘 수면과 꿈의 비중이 줄어들며, 이는 뇌 가소성이 줄어들어 시각 부서가 쉽게 해체되지 않기 때문일 수 있다. [42]
  5. 어쩌면 꿈은 지구가 자전하기 때문에 발생하는 뇌의 사내 정치 암초국을 암시하는 것일지도 모른다. [46]

1.5. 새로운 정보 처리 능력: 제6, 제7, 제8의 감각까지 [47]

  1. 뇌에 완전히 새로운 형태의 업무가 추가되면, 뇌는 이를 처리하기 위해 변화한다. [47]
    1. 백내장 수술 후 자외선을 볼 수 있게 된 사람들은, 인공 각막이 자외선을 막지 못해 시각 피질에 새로운 일이 생긴 경우이다. [47]
  2. 뇌의 각 피질은 만능 데이터 처리 엔진이며, 어떤 전기 신호든 유의미한 정보와 패턴만 있다면 처리할 수 있다. [49]
  3. 시력을 잃은 사람들에게 시력을 찾아주기 위한 장치들이 연구 개발되었으며, 1960년대에는 시각 신호를 두피의 촉각 신호로 바꿔주는 일렉트로프탈렘이 개발되었다. [50]
    1. 이 장치는 카메라가 받아들이는 신호에 따라 두피를 마사지하며, 사람들은 처음에는 낯선 자극에 어리둥절했지만 뇌는 곧 신호를 처리하는 신경팀을 조직했다. [52]
    2. 사람들은 머리에 촉감으로 물체를 감지한 것이 아니라 실제로 시각적 경험을 했다고 느꼈다. [55]
  4. 눈은 광자를, 귀는 진동을, 코와 입은 화학물질을, 피부는 압력을 감지하지만 결국 모두 전기 신호로 변환된다. [56]
    1. 뇌는 이 전기 신호에 들어있는 데이터의 특징이나 패턴 차이를 인식하여 시각, 청각 등 다른 감각으로 처리할 수 있다. [57]
  5. 눈을 가린 쥐의 시각 피질에 직접 전극을 통해 디지털 나침반 신호를 전달하자, 눈 없이도 위쪽에서 먹이를 능숙하게 찾아 먹을 수 있게 되었다. [61]
  6. 만약 전 세계 주식 시장 정보를 뇌에 직접 연결시킨다면, 남들이 알 수 없는 패턴에 의해 좋고 나쁨을 느끼는 새로운 감각이 발달할 수 있다. [62]
  7. 어떤 정보든 유의미한 정보가 뇌로 흘러들어오면, 우리 뇌는 제6의 감각뿐 아니라 제7, 제8의 감각도 처리할 수 있다. [63]

1.6. 뇌 변화의 조건: 흥미와 긍정적 정서 [64]

  1. 단순히 새로운 정보가 들어오는 것만으로는 새로운 감각을 활용할 수 없다. [65]
  2. 뇌에 들어오는 무수한 잡음 때문에 뇌가 계속 변화하면 어떤 일도 처리하지 못한다. [66]
  3. 뇌가 변하기 위해서는 그 변화가 필요하다고 인식되어야 한다. [68]
  4. 의미 없이 무언가를 반복하는 것은 뇌를 변화시키지 못하며, 뇌가 변화해야겠다고 생각할 때는 흥미와 긍정적 정서를 느낄 때이다. [70]
    1. 세계적인 바이올리니스트 이츠하크 펄먼은 "저는 그렇게 했습니다"라고 답하며, 뇌 변화를 위한 헌신을 강조했다. [69]
  5. 우리 뇌에는 무엇이든 배울 수 있는 엄청난 가능성이 있으며, 제대로 된 도구만 있다면 제6의 감각을 넘어 중력파까지 활용할 수 있다. [72]
  6. 외적 동기뿐 아니라 내적 동기도 중요하며, 내적 동기가 없으면 천재성도 발달시키기 어렵다. [74]
    1. 파블로 피카소의 아들 파울로 피카소는 아버지의 천재성에 눌려 내적 동기를 느끼지 못하고 삶을 마감했다. [75]
    2. 부모의 엄청난 성공은 자녀가 내재적 동기를 발달시킬 틈도 없이 외재적 동기조차 느끼지 못하게 만들 수 있다. [77]
  7. 뇌는 경험과 격려에 따라 무한한 가능성을 가지며, 우리의 의지가 중요하다. [79]

2. 인간 뇌의 무궁한 가능성 [81]

  1. 인간은 우리가 가진 능력으로 어디까지 나아갈 수 있을지에 대한 답은 바로 우리 머릿속에 있다. [82]