캐서린 러브데이 - 나는 뇌입니다

나는 뇌입니다

캐서린 러브데이 지음

행성B이오스 / 2016년 11월

뇌의 밑면 중앙 부위, 뇌가 척수와 만나는 지점에 뇌줄기가 있는데, 이곳은 뇌를 들락거리는 모든 정보의 중계국이면서, 심장 박동, 호흡, 삼키기, 기침, 재채기 등 수많은 생체 기능을 담당하고 있는 영역이기도 하다. 뇌줄기 바로 위쪽에는 시상과 시상하부가 있다. 시상은 각각의 감각기관에서 들어오는 정보를 중계하고 통합하는 역할을 한다고 해서 ‘멀티미디어 믹싱 콘솔’로 묘사될 때도 있는데, 시상은 통증과 온도의 해석에도 관여하고, 기억과 감정에서도 역할을 담당하고 있다. 시상 바로 아래 있는 시상하부는 산소, 포도당, 체온, 몸의 수분 함량 등을 적절한 균형 상태로 유지하는 데 있어서 핵심적인 역할을 하며, 또 우리 몸의 모든 호르몬을 조절하는 뇌하수체도 통제한다.

뇌의 뒤쪽에 브로콜리 모양의 구조물이 바로 소뇌다. 우리의 모든 운동 학습을 기록하고 저장하는 뇌 영역이 바로 여기다. 또 소뇌는 우리가 균형과 자세를 유지하게 돕는 역할도 한다. 그리고 우리의 감정을 유지하는 능력과 주의를 기울이는 능력에도 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 그 나머지는 대뇌인데, 대뇌 가운데 쪽으로는 둘레계통과 바닥핵이 있다. 우리의 감정, 쾌락과 통증의 느낌, 기억 형성 등은 모두 둘레계통이 상당 부분 주도하고 있다. 바닥핵은 다른 여러 구조물들과 강력하게 상호 연결되어 있고, 운동과 생각을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 

대뇌겉질은 뇌의 바깥층으로 두께는 2~4㎜ 정도이고 표면적을 늘이기 위해 접혀져 있다. 이 영역은 네 종류의 서로 다른 엽으로 나뉜다. 바로 이마엽, 마루엽, 측두엽, 뒤통수엽이다. 대뇌겉질은 뇌에서 지성과 사고를 담당하는 부분이라 생각할 수 있는데, 대뇌겉질은 우리의 감각, 지각, 기억, 생각, 행동의 상당 부분을 운영한다. 특히 이마엽은 다른 사람들을 이해하고, 우리의 행동을 조절하고, 계획하고, 정신적 작업공간을 제공하는 데 핵심적인 역할을 하는 것으로 보인다. 이마엽은 우리의 지성이 머무는 자리이자 개성이 자리 잡고 있는 위치로 종종 묘사되고 있다. 

뉴런은 무엇이며 어떤 일을 할까? - 뇌는 주로 뉴런과 신경세포라는 두 가지 유형의 세포로 구성되어 있다. 

뉴런은 전기에너지의 형태로 메시지를 전달할 수 있는 세포인데, 이는 뉴런이 가진 몇 가지 중요한 특성 때문에 가능한 일이다. 우선 뉴런에는 세포체가 있는데, 세포체는 모든 유전정보와 에너지를 보관, 저장한다. 그리고 세포체에는 가지처럼 뻗어 나온 수상돌기들이 많이 있는데, 이것은 수신기로 작용해서 주변의 다른 뉴런들로부터 정보를 수집하는 역할을 한다. 여기에 덧붙여 축색돌기라는 아주 긴 가지가 하나 있는데, 축색돌기는 신호를 다른 뉴런이나 다른 신체부위로 전달할 때 이용하는 통로다. 한편 뉴런은 담당하는 일에 따라 종류가 나뉜다. 감각뉴런은 외부환경과 내부환경으로부터 정보를 수집하며, 이 세포들은 촉각에서 후각, 통각, 산소 농도에 이르기까지 온갖 것들을 감지한다. 그리고 운동 뉴런은 뇌에서 근육과 분비샘으로 신호를 전달한다. 그리고 또 아주 많은 사이뉴런이 존재하는데, 이 뉴런은 감각뉴런과 운동뉴런 사이에서 이루어지는 소통을 통제하고 수정하는 역할을 한다.

뇌세포는 서로 어떻게 소통할까? - 지금 이 종이 위에 적혀 있는 단어들을 읽고 해석하는 데만 해도 수십만 개 뉴런의 정교하게 조정된 협동 작업이 필요한데, 이런 일이 어떻게 일어나는지 이해하려면 뉴런들의 소통 방법을 살펴볼 필요가 있다. 모든 전선이 어떤 식으로든 물리적으로 연결되어 있는 텔레비전이나 컴퓨터의 전기회로와 달리 뇌 속의 뉴런들은 서로 직접 닿아 있는 경우가 없다. 대신 각각의 신경 접합 부위에는 시냅스라는 작은 틈새가 존재하며, 이 틈새를 가로질러 신호가 전달된다. 어떤 시냅스는 아주 작아 틈이 3.5㎚(나노미터)에 불과한데, 이 정도면 신경충동이 사실상 한 뉴런에서 다른 뉴런으로 직접 뛰어넘어가는 것도 가능하다. 하지만 전기적 시냅스라고 하는 이런 유형의 시냅스는 인간 성인의 뇌에서는 무척 드물고, 대다수의 뉴런은 화학적 시냅스를 통해 소통한다.

화학적 시냅스는 조금 더 크고(20~40㎚ 정도) 이 경우에는 신경신호가 신경전달물질이라는 특수한 화학적 메신저를 통해 중계된다. 

신경전달물질은 뉴런의 종말단추 앞쪽에 들어있는 소포라는 작은 막의 주머니에 저장되며, 신호, 즉 신경충동이 이 접점에 도달하면 액체로 채워진 시냅스 안으로 신경전달물질이 방출된다. 그럼 이 신경전달물질 분자들은 시냅스를 가로질러 흘러들어가 그다음 뉴런과 만나 수용체라고 하는 특별한 단백질과 결합하는데, 일단 이렇게 결합이 이루어지고 나면 A 뉴런(시냅스전뉴런)에서 온 메시지가 B 뉴런(시냅스후뉴런)에 성공적으로 도달한 것이다. 뇌 속에 들어 있는 대부분의 뉴런에서 시냅스 하나의 입력은 수천 개의 입력 중 하나에 불과하기 때문에 시냅스후뉴런은 자기에게 쏟아지는 정보를 끊임없이 모두 계산해서 자기도 흥분을 할지 말지 결정해야 한다. 그리고 이 뉴런의 흥분 역시 소통의 사슬에서 그다음에 놓여 있는 뉴런에게는 수천 개의 입력 중 하나에 불과한 존재가 된다. 이 시스템이 얼마나 복잡한 것인지를 생각하면, 이 시스템이 막힘없이 정확히 작동하고 있다는 사실 자체가 정말 놀라운 일이 아닐 수 없다. 

 

기억한다는 것은 무슨 의미일까? - 기억은 조각나 있는 장면, 소리, 냄새, 생각, 느낌들을 밀착된 순간들로 짜깁기한 누더기다. 

이런 순간들이 한데 모여 개별 사건들의 기억을 만들어내고, 이 기억이 다른 각각의 기억들과 함께 우리의 지각에 표상되어 우리에게 일관성과 연속성을 부여해준다. 우리는 일화기억과 의미기억이라는 기본구성 요소를 이용해서 이런 일을 한다. 일화기억은 자기가 어딘가에 존재했었던 것을 기억하는 느낌을 말하고, 의미기억은 우리 세상에 대한 구체적인 지식(눈은 겨울철에 내린다는 지식 등)을 말한다. 기억의 경험적 측면에 해당하는 일화기억의 경우에는 무언가가 일어났다고 지각하고 이해한 내용에 대한 기억이기 때문에 항상 개인적 관점에 좌우된다. 기억을 떠올리는 맥락 또한 중요하며, 이 또한 사람마다 다르다. 그래서 똑같은 사건에 대한 두 사람의 기억이 극적으로 달라지기도 하지만, 이는 어느 한쪽이 틀린 것이 아니라 두 기억 모두 똑같이 정당한 것이다. 

기억의 상실은 무엇을 의미할까? - 기억장애는 여러 형태로 찾아오며 삶의 질에 큰 영향을 미친다. 특히나 피해가 큰 두 가지 형태는 뇌 손상이나 뇌 감염 뒤 발생할 수 있는 기억상실과 알츠하이머병에서 생기는 점진적 기억상실이다. 기억상실에서 가장 유명한 두 사례는 HM이란 별명으로 더 잘 알려진 헨리 몰래슨이라는 미국 환자와 영국의 음악가 클라이브 웨어링이다. HM은 여러 해 동안 악질 뇌전증(간질)으로 고통 받는 바람에 인생이 거의 망가지다시피 했다. 증상이 너무 악화되자 담당 신경외과의사는 그의 간질 발작이 시작되는 부위인 측두엽을 과감하게 제거하기로 결정했다. 간질 발작을 조절한다는 면에서 이 수술은 대단히 성공적이었다. 하지만 그 대신 HM은 기억상실을 안고 살게 됐다. 그는 수술 이전의 일들은 기억할 수 있었지만, 수술 이후의 일들은 기억하지 못했다. 클라이브 웨어링은 뇌염 감염 이후 훨씬 극단적인 형태의 기억상실이 생겼다. 그는 일화기억을 상실해서 15초에서 20초 정도 전의 일에 대해서는 아무것도 기억할 수 없다. 

HM과 클라이브 웨어링이 남긴 중요한 교훈 - 클라이브와 HM, 이 두 사람에 관해서 확인하고 넘어가야 할 중요한 사실이 있다. 제일 먼저, 두 사람은 기억상실에도 불구하고 자신의 정체성을 온전히 인식하고 있었다는 점이다. 그래서 자기 이름을 비롯해서, 가족은 누구이고 등의 기본적인 자서전적 사실들은 기억하고 있었다. HM과 클라이브 웨어링의 사례를 통해 배운 다른 중요한 사실들도 있는데, 기억상실로 고통 받는 다른 사람들에게서도 일관되게 관찰되는 사실이다. 첫째로, 기억의 어떤 측면들은 전혀 영향을 받지 않는 것으로 보인다. 이를 테면, 클라이브와 HM 모두 꽤 긴 숫자 목록을 암기할 수 있는 능력이 남아 있었다. 그리고 두 사람 모두 암묵기억이 남아 있다는 징조를 보여주었다. 또 클라이브와 HM은 자꾸 반복해서 잊어버리기는 했지만 지능과 대화에 참여할 수 있는 능력은 계속 유지됐다. 이는 기억력이 있어야만 지능이 존재할 수 있는 것은 아님을 말해준다. 

신경학적 관점에서 보면 기억상실이 있는 사람을 연구함으로써 배울 수 있는 중요한 사실이 두 가지 있다. 

첫째, 기억을 형성하고 검색하는 데 중요한 뇌 영역이 존재한다는 것이다. 클라이브, HM, 그리고 알츠하이머병으로 고통 받는 사람들은 모두 해마에 병리학적인 변화가 생겼다는 것이 입증되었다. 

두 번째 사실은 기억이 몇 가지 다른 형태로 존재한다는 것이다. 왜냐하면 기억의 어떤 측면은 뇌 손상에 영향을 받는 반면, 어떤 측면은 그보다 회복력이 좋아 보이기 때문이다. 예를 들어, 소뇌에 손상을 입은 환자는 자전거 타는 법은 기억하지 못할지 몰라도 아침식사로 뭘 먹었는지, 자기가 좋아하는 가수의 이름이 무엇인지 기억하는 데는 전혀 문제를 느끼지 않는다. 이런 신경심리학적 발견의 내용들은 기억이 대단히 복잡하고 다면적인 구성물이라는 강력한 증거를 제시해주고 있다.

기억과 관련된 뇌 영역을 알아보자: - 해마에 대한 얘기부터 시작하자. 

이 뇌 영역에 심각한 손상이 일어나면 일화기억 형성 능력에 큰 타격을 입는다. 좀 더 최근의 연구에서는 해마가 그보다 더 큰 해마체의 일부라는 것이 밝혀졌다. 해마체에는 유두체, 뇌궁 같은 다른 구조물도 포함된다. 사실 HM은 이런 부분들이 통째로 제거되었던 경우였고, 지금은 이 시스템 전체가 기억에 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀져 있다. 해마체와 긴밀하게 작동하는 또 다른 뇌 영역으로 앞이마겉질이 있다. 이 영역은 수행통제(여러 과제의 수행을 순서에 맞게 조정하거나, 한 과제 수행의 시작, 진행, 종료 등을 집행하는 것)를 제공해주는 것으로 알려져 있는데, 검색 전략의 체계를 세우고, 사건마다 시간 확인 도장을 찍고, 정확도를 검증하고, 어떤 기억을 의식에 떠오르도록 허락할지 허락하지 않을지 결정하는 등 여러 면에서 도서관 사서와 비슷하게 행동한다. 이런 것들은 기억의 지능적인 측면이라 할 수 있다. 

한편 해마는 편도체와도 아주 긴밀히 연결되어 있다. 편도체는 뇌의 안쪽 측두엽 깊숙한 곳에 자리 잡은 아몬드 모양의 구조물이고, 우리 기억에 감정이라는 색깔을 입히는 아주 중요한 역할을 한다. 이 영역에 손상을 입은 환자는 과거의 사건들을 자세하게 떠올릴 수 있지만 그 기억에는 아무런 감정이 따라오지 않는다. 그리고 소뇌에는 거의 완전히 독립적인 기억 시스템이 존재한다. 이곳은 사람들이 가끔 ‘근육 기억’이라고 부르는 기억이 저장되는 곳인데, 걷기에서 자전거 타기, 자동차 운전, 축구, 기타 연주에 이르기까지 간단하고 복잡한 온갖 활동에 필요한 정교한 운동의 조합을 모두 기록한 기억이다. 이 부위만 따로 손상을 입을 수가 있는데, 그럼 이런 모든 기능에 영향을 받겠지만 다른 것을 기억하는 데는 아무런 영향도 받지 않는다. 

기억의 형성을 도우려면? - 기억 시스템은 뇌의 여러 부위에 분산되어 있기 때문에 다양한 손상에 취약하다. 하지만 이는 기억의 모든 측면이 완전하게 소실되기는 거의 불가능하다는 의미이기도 하다. 그래서 클라이브는 기억력이 황폐할 정도로 손상되었음에도 불구하고 여전히 걷고 피아노를 연주할 수 있다. 극단적인 기억상실이 있는 사람이라 할지라도 오래된 습관은 좀처럼 사라지지 않기 때문에 기억에 문제가 있는 사람이라면 중요한 일은 습관으로 만들어놓은 것이 아주 좋은 전략이 될 수 있다. 그리고 다른 방법을 통해서도 기억을 보조해줄 수 있다. 일기를 쓰면 해당 세포집합체를 재활성화시켜서 경험을 기억으로 공고히 하는 데 도움이 된다. 특히 잠자기 바로 전에 일기를 쓰면 더욱 효과가 좋다. 기념품 상자도 어떤 기억을 회상할 때 훌륭한 단서를 제공해줄 수 있다. 나이가 어떻고, 기억력이 얼마나 좋든지 간에 그것을 당연시해서는 안 된다. 우리의 지난 경험들은 의식적이든 무의식적이든 언제나 우리의 행동에 영향을 미치기 마련이다.

나이가 들면 뇌에 어떤 일이 일어날까? - 황혼기에 접어드는 사람들은 치매에 대한 두려움이 가장 큰 골칫거리다. 뇌에서 둘레계통이나 앞이마겉질과 같은 일부 영역들은 노화의 영향에 유독 취약한 것으로 보인다. 반면 어떤 영역들은 노화에 꽤 강하다. 그래서 점점 더 어려워지는 일도 있고, 그렇지 않은 일도 있게 된다. 이것은 비교적 정상적인 노화 경로를 따르는 사람의 경우에는 아주 나이가 많아질 때까지도 계속해서 좋아지는 인지 능력이 있을 것이라는 말이다.

뇌의 손상 - 뇌의 노화를 말해주는 두 가지 중요한 전형적 특징이 있다. 

바로 신경섬유매듭과 아밀로이드반이다. 

신경섬유매듭은 타우(tau)라는 특별한 단백질의 덩어리다. 

이 덩어리는 일부 뉴런의 안쪽, 특히 해마에 있는 뉴런에 많이 축적되는데, 이 신경섬유매듭이 많아지면 인지능력이 떨어지는 경향이 있고, 신경섬유매듭의 수준이 높다는 것은 알츠하이머병을 말해주는 표지다. 이 매듭은 뉴런 내에서 신호 전달을 방해하고 세포의 사망 가능성도 높일지 모른다고 일반적으로 여겨지고 있다. 하지만 최근에 일부 연구자들은 사실은 그 반대일지도 모른다는 가능성을 주장했다. 이 매듭이 손상 받은 뇌에서 더 많이 나타나는 것은 이것이 착한 세포들을 구하러 파병된 부대처럼 뇌세포를 보호하는 메커니즘으로 작용하기 때문이라는 것이다. 

아밀로이드반은 뉴런들 사이에 축적되는 메타 아밀로이드 단백질 덩어리다. 

아밀로이드반 역시 시냅스 소통을 저해하는 것으로 여겨지고 있다. 이것 역시 알츠하이머병이 있는 사람의 뇌에서 훨씬 더 많이 나타나기 때문에 중요한 지표로 사용되고 있다. 뇌를 건강하게 유지하는 데 중요한 일은 건강한 심장과 혈관을 유지하는 것이다. 심혈관계는 뇌로 영양분을 실어 나르고 뇌를 손상시키는 독소를 제거하는 데 필수적인 역할을 담당하고 있기 때문이다. 

노화의 영향 - 앞이마겉질과 해마는 노화의 영향에 유독 민감한 것으로 보인다. 그리고 이마엽은 제일 마지막에 발달해서 제일 먼저 노화하는 부위라고 한다. 그래서 어린아이와 나이든 노인 사이에는 인지적으로 유사한 점이 일부 존재한다. 나이가 들면 충동을 억누르는 능력이 떨어지는 경향이 있어서 잠시 멈춰서 생각해보지도 않고 무언가를 성급하게 결정하거나 자기 생각을 거침없이 표현하는 경우가 많아진다. 그리고 자기만의 방식이 확고하게 굳어버리고, 특정 주제에 대해 밑도 끝도 없이 계속 말을 하며 다른 주제로 넘어가지 못하는 경향도 생긴다. 

계획을 세우고 앞날을 내다보는 것도 좀 더 힘들어진다. 기억력 감퇴는 인지 지능과 관련해서 노인들의 입에서 나오는 불평 중 가장 흔한 것이 아닐까 싶다. 중년에 들어선 사람들은 말하다가 적절한 단어가 잘 떠오르지 않아 당황할 때가 종종 있다. 하지만 나이가 들면 이런 현상은 특히 심해지고, 자기가 당연히 알고 있어야 할 것처럼 생각되는 사소한 것들이 머릿속에서 완전히 지워져버린 것처럼 느껴진다. 이런 일이 생기면 아주 답답해 미칠 것 같은 기분이 드는데, 사실 이런 경우는 흔하게 일어난다. 그리고 한참을 생각을 쥐어짜다가 포기하고 다른 것을 하고 있는데 그때야 떠오를 때가 많다. 

어제 있었던 일보다는 학생시절이나 어른이 막 되었을 때 일어났던 일이 훨씬 더 선명하게 기억나는 일도 무척 흔하다. 연구를 보면 대부분의 건강한 노인들은 이십 대와 삼십 대에 있었던 일은 아주 잘 기억하고 있는 것이 분명하게 확인된다. 하지만 노인들에게 방금 배운 정보를 다시 떠올려보라고 하면 젊은이들에 비해 성적이 아주 떨어진다. 흥미롭게도 어떤 단서나 기억을 돕는 장치들이 있을 때는 노인과 젊은이 사이의 차이가 훨씬 좁혀진다. 사람들에게 무언가를 떠올려보라고 하지 않고, 무언가를 알아볼 수 있겠느냐고 물어보면(주관식 문제가 아니라 사지선다형 객관식 문제를 푸는 경우) 노인들도 다른 사람들 못지않게 잘한다는 것이 대부분의 연구에서 입증되었다. 따라서 얼핏 보기에는 기억하고 있던 정보가 그냥 사라져버린 것처럼 느껴지지만, 사실은 그저 잠시 기억이 안 나는 것일 뿐이고, 적절한 단서와 충분한 시간만 주어지면 그런 내용을 비교적 쉽게 떠올릴 수 있다. 한편 노화에 전혀 영향을 받지 않는 것으로 보이는 기억적 측면도 존재한다. 특히 규칙적인 일상이나 습관으로 완전히 자리 잡은 것들이 그렇다.

뇌가 나이 드는 것을 방지할 수는 없을까? - 노화를 막을 가장 효과적인 방법이 신체활동이라는 데는 의문의 여지가 없다. 꾸준히 운동을 하고 정기적인 활동을 하는 사람은 뇌도 더 건강하고(뇌세포도 많고 시냅스 연결도 풍부함을 의미) 그 결과로 기억, 계획, 문제해결 시험에서 더 좋은 성적을 낸다는 설득력 있는 증거들이 나와 있다. 어떤 유형의 운동을 얼마나 하는 것이 좋은가에 대해서는 아직 분명한 결론이 나와 있지 않지만, 규칙적으로 걷는 것만으로도 아주 큰 차이가 난다. 운동은 뉴런과 시냅스의 성장에 직접적인 영향을 미치는 것으로 보이지만, 심혈관계를 보살피는 훌륭한 방법이기도 하다. 심혈관계가 튼튼해야 뇌가 적절한 영양을 공급받고 독소를 배출할 수 있다. 

쉽게 간과되는 노화의 두 가지 요소가 있는데, 바로 시력과 청력의 감퇴다. 나이가 들면서 이 두 가지 감각은 효율이 떨어지게 된다. 이런 능력이 감퇴하여 고생하는 사람들에게는 이것이 심각한 의미를 띨 수 있다. 노인이 무언가를 기억하지 못하면, 애초에 그것을 제대로 보거나 듣지 못한 경우에도, 기억력이 나빠져서 깜박했다고 추측해버리기 쉽기 때문이다. 귀를 솜으로 막고, 흐려서 보이지 않는 안경을 끼고 돌아다닌다고 생각해보라. 세상살이가 얼마나 버겁고 스트레스 받는 일이 되겠는가. 

건강한 식생활의 이점 - 신선한 과일과 채소를 풍부하게 먹고, 설탕과 동물성 지방이 적게 들어간 음식을 섭취하는 좋은 식생활은 뇌 건강에 직접적으로 도움이 된다. 슈퍼푸드라는 것도 유행에 따라 계속 바뀌고 있지만 이 시점에서는 베리 종류, 씨앗, 견과류, 다크초콜릿, 생선, (풍부한 채소와 기름기 적은 육류, 올리브유 등으로 구성된) 지중해식 식단 등이 거론되고 있다. 이 식품은 모두 뇌 기능을 돕는 데 유용하다는 연구 결과들이 조금씩은 나와 있지만, 증거가 미약할 때도 있고, 주로 동물 연구를 통해 내린 결론일 때가 많다. 하지만 그럼에도 이런 식품들이 다양한 영양학상의 장점을 가지고 있고, 건강하고 균형 잡힌 식단에 기여할 것이라는 점만큼은 분명하다. 특히 블루베리에 대한 관심이 많다. 블루베리에는 폴리페놀이라는 화합물이 많이 들어 있는데, 이것은 일종의 항산화성분으로 신경을 보호하는 기능이 뛰어난 것으로 보인다. 가공 설탕이 많이 들어 있는 음식을 피하고 현미나 통밀 빵처럼 탄수화물이 천천히 흡수되는 음식을 먹는 것도 좋다. 연령대와 상관없이 과도한 알코올 섭취는 뇌에 해롭지만 신경이 발달하는 시기, 즉 청소년기와 노년기에는 특히나 그렇다. 하지만 그와는 상반되게 적은 양의 알코올, 특히 레드와인을 정기적으로 섭취하면 어떤 사람에게는 오히려 이롭게 작용할 수도 있다는 연구 결과도 나와 있다.

건강한 정신이란 곧 행복한 마음 - 삶이 때때로 버거워지는 것은 어쩔 수 없는 일이지만, 스트레스에 지속적으로 노출되는 것을 피하고 긴장을 풀고 긍정적으로 생각할 수 있는 생활방식을 찾아내는 일이 중요하다. 마지막으로, 감퇴하는 기억과 인지 기능을 보조해줄 몇 가지 전략이 있다. 정기적으로 일어나는 중요한 일들은 습관으로 만들면 도움이 된다. 집을 나서거나 잠자리에 들기 전에 뭔가 빠진 것이 없나 확인하는 습관, 매일 정해진 시간에 달력이나 다이어리를 확인하는 습관, 물건들을 항상 일정한 장소에 놓아두는 습관 등이다. 기억해야 할 것이 생길 때마다 메모를 하고, 기억을 돕는 요령을 개발하는 것도 좋다. 전화기 옆에는 달력을 마련해놓고, 벽에는 메모판을 달아놓자. 

병적인 기억장애: 치매 같은 병적인 상태를 암시하는 징조들이 있다. 익숙한 사람의 얼굴이나 장소를 잘 못 알아보는 것, 아주 짧은 시간(몇 분) 동안에도 눈에 띌 정도로 자주 깜박깜박하는 것, 영화나 이야기의 흐름을 잘 좇아가지 못하는 것, 갑작스러운 성격의 변화, 떨림을 경험하는 등 기타 신경증상 등이다. 하지만 갑작스런 충격, 약물 복용, 질병, 우울증 같은 것들도 그와 비슷한 증상을 일으킬 수 있다. 따라서 의학적으로 문제가 있는지, 없는지 확실하게 알아보려면 의학적, 신경심리학적으로 자세히 평가를 해보는 수밖에 없다. 우리의 노년이 어떤 모습으로 우리를 기다리고 있을지는 아무도 모르지만 우리가 미리 미리 노력하면 세포의 손실 속도를 늦추고, 시냅스 연결을 구축하고, 뇌졸중과 심장마비의 가능성을 줄일 수 있다는 것이 과학을 통해 입증됐다. 아마도 가장 중요한 것은 이 모든 것을 하기에는 너무 이른 나이도, 너무 늦은 나이도 없다는 것이다.

뇌를 설계 또는 재설계해도 괜찮을까? - 이 철학적인 질문은 대답하기가 간단하지 않지만 이 책에서 탐험한 일부 주제와 관련해서 흥미로운 관점을 제공해준다. 17세기 프랑스의 철학자 르네 데카르트의 믿음과 달리 몸과 마음은 긴밀하게 연결되어 있으며(데카르트는 몸과 마음은 완전히 별개라는 심신이원론을 주장), 공동으로 작용해서 자신이 ‘지금 바로 여기’에 존재한다는 느낌을 준다. 사실 예일대학교의 존 바그가 최근에 연구한 바에 따르면, 몸이 세상과 어떻게 상호작용하고 있는지에 따라 우리의 사고도 직접 영향을 받아 달라진다고 하는데, 이 현상을 ‘체화된 인지’라고 한다. 그는 실험참가자들이 찬 음료를 들고 있을 때와 달리 따듯한 음료를 들고 있는 경우에는 다른 사람들을 좀 더 배려심 많은 사람이라 판단하는 경향이 있음을 발견했다. 그리고 가벼운 클립보드보다는 무거운 클립보드를 들고 있을 때 자신의 업무를 더 진지하게 받아들인다는 것을 발견했다. 우리의 몸은 실제로 우리 생각의 일부였던 것이다. 따라서 인공적으로 의식을 만들고자 시도할 때는 공감 능력, 정서적 감수성, 창의력 같은 내재적인 인간적 특성뿐만 아니라 이런 부분도 분명히 고려해야 한다. 자아가 있는 기계를 재설계하는 것이 가능한가 하는 어려운 질문은 미뤄두고, 이런 철학적인 논쟁들이 우리가 뇌를 설계, 심지어는 재설계할 수 있는 잠재력에 어떤 영향을 미치는지 알아보자. 우리는 비전형적인 뇌나 손상 받은 뇌가 특정한 행동이나 장애를 유발하는 여러 사례를 접했다. 그리고 생물학에 대해 많이 알게 됨에 따라 고장 난 뇌를 수리할 수 있는 기회도 점점 더 커지고 있다는 것도 안다. 하지만 뇌가 우리 자아를 만들어낸다는 개념을 받아들인다면, 뇌에 가하는 모든 물리적 변화는 사실상 그 사람의 인격적 본질을 바꾸어놓는 일임을 깨달아야 한다. 그래서 여기에는 윤리적 함축이 담길 수밖에 없다.

간단한 생물학적 개입으로는 시냅스 형성, 수초형성, 세포사멸 등에 영향을 미치는 약물의 복용에서부터 신경 소통에 영향을 미치는 향정신성 약물의 복용 정도를 들 수 있다. 아니면 때로는 호르몬을 이용해서 직접 개입할 수도 있다. 일례로 ‘포옹의 호르몬’인 옥시토신을 비강 스프레이의 형태로 자폐증이 있는 사람의 코에 뿌려주면 사회적 친화력이 향상되는 것으로 보인다. 

좀 더 극단적인 접근방식으로는 특정 뇌 영역을 제거하는 뇌수술 등을 들 수 있고, 더 나아가서는 ‘잘못된’ 유전자를 찾아서 제거하는 유전공학으로도 범위를 넓힐 수 있다. 좀 더 극단으로 가면 이런 생물학적 기술을 이용해서 질병으로부터 자유롭고, 지적 능력이 강화되고, 전쟁이나 충돌을 일으키려는 욕망이 제거된 뇌를 만들 수 있으리라는 주장도 가능하다. 이런 유토피아적 이상향을 들으면 귀가 솔깃한 것은 사실이지만 여기에는 여러 가지 위험도 함께 따른다. 특정 행동이나 특성이 너무 위험해서 제거해 마땅하다고 판단할 기준을 어디에 둘 것인가? 그리고 그에 따르는 결과는 어찌 될 것인가? 그런 행동이나 특성을 특정 유전암호 때문이라 꼬집어 못 박을 수 있을까? 잘못하면 한 개인, 사회, 문화권의 성공에 중요한 역할을 하고 있을지 모를 특성을 제거해버릴 위험도 있다. 

한편에서는 자폐증, 조현병 같은 질병이 지금까지 지속되고 있는 데는 그럴 만한 이유가 있다고 주장하기도 한다. 이런 질환들이 진화의 역사를 거치면서 살아남은 이유는 사회에 무언가 도움이 되고 거기에 유용한 특성이 있기 때문이라는 것이다. 너무 심한 형태라면 몰라도 적어도 경미한 형태라면 말이다. 유전적 연구는 대단히 중요한 부분이며, 그것을 통해 배워야 할 것이 아주 많이 남아 있다. 특히 그런 연구는 알츠하이머병에서 알코올 중독에 이르기까지 다양한 질환의 기본적 메커니즘은 명확하게 규명하는데 도움이 될 수 있다. 

조현병의 유전적 연구에 대해 알아보자 - 전체 인구의 1퍼센트 정도가 걸리는 정신질환인 조현병(정신분열증)은 특히나 많은 관심을 끌어왔다. 1996년에 미국의 정신과 의사 케네스 켄들러는 아일랜드 로스코몬에서 대규모 연구를 이끌었다. 그는 그 지역에서 1930년 이후로 조현병으로 진단을 받은 사람들과 그 1, 2촌 직계가족(유전자를 50% 공유하는 가족을 말하며 부모, 자식, 형제가 해당된다)을 모두 추적해서 체계적으로 인터뷰했고, 조현병 환자의 1, 2촌 직계가족은 친척 관계가 없는 사람들보다 조현병에 걸릴 확률이 13배나 높다는 것을 발견했다. 이것은 흥미로운 결과이기는 하지만 후천적인 부분을 제외하고 선천적인 부분만을 걸러낸 연구 결과는 아니었다. 

그리고 그 이후로 쌍둥이와 입양아동을 대상으로 하는 여러 편의 논문이 나와 그의 연구를 뒷받침해주고 있다. 첫 번째 연구 방법에서는 DNA가 똑같은 일란성 쌍둥이를 이란성 쌍둥이 및 다른 형제들과 비교해보았다. 두 번째 연구 방법에서는 입양된 아동을 친부모 밑에서 자란 아동들과 비교했다. 이 두 가지 접근 방법 모두 결함이 있기는 하지만 여기서 유사한 연구 결과가 일관되게 나온다면 어느 정도는 그 결과에 자신감을 가질 수 있다. 그런데 조현병의 경우에서는 실제로 그런 연구 결과가 나왔다. 다른 심리적 특성에 유전자가 얼마나 기여하는지 추정하기 위해 이와 비슷한 접근방법이 이용됐는데, 그 기여도가 우울증의 경우는 35~40퍼센트, 성격의 경우는 35~40퍼센트, 알코올 중독의 경우는 50퍼센트 정도로 나왔다. 이 유전적 연구에서 이끌어낼 수 있는 두 가지 주요 메시지가 있다. 

첫 번째는 유전이 특히 두드러진 역할을 하고 있는 영역에서는 그 유전자가 무엇을 암호화하고 있는지 자세히 살펴보아야 한다는 것이다. 예를 들어, 유전자가 뇌의 구조에 영향을 미치는지, 아니면 뇌의 발달 방식에 영향을 미치는지, 아니면 신경전달물질이나 수용체를 변화시킴으로써 신경 소통에 직접 영향을 미치고 있는지 알아야 한다. 두 번째, 언제나 어느 정도는 환경의 영향이 존재한다는 것을 알아야 한다. 환경이라는 용어는 영양, 독소 노출, 태아기의 스트레스, 출산 합병증에서 정신적 외상, 교육, 가족의 뒷받침 수준을 비롯한 심리적 역사에 이르는 수많은 요인을 아우른다. 

마지막으로 뇌가 전형적이고 건강한 발달 경로를 따르다가 부상, 뇌졸중, 뇌종양, 감염, 중독 등으로 물리적인 손상을 입으면 무슨 일이 일어날까? 사람에게는 ‘나는 누구인가’ 하는 느낌이 있는데 이런 일이 일어날 경우에는 그런 느낌에 어떤 영향을 미칠까? 태어난 이후에는 새로운 뉴런이 별로 만들어지지 않기 때문에 세포의 소실은 큰 재앙을 불러올 수도 있다. 어떤 사람은 그런 사건에서 살아남지 못하는 반면, 일부 운 좋은 사람은 사실상 아무런 탈 없이 지나가기도 한다. 하지만 그런 사건에서 살아남은 사람들은 대부분 세상을 이해하고, 그 정보를 처리하고, 기억하는 방식에서 커다란 변화를 경험한다. 이런 경우에 과학이 어떻게 도울 수 있을까? 

아직 우리는 뇌세포를 복구할 능력은 갖추지 못했지만, 발달하고 적응하는 뇌의 선천적인 능력인 가소성 강화를 목표로 하는 연구가 현재 진행 중에 있다. 이 연구는 아직 초기 단계에 있지만 이런 접근방식이 앞으로 유망할지도 모른다. 그리고 일부 사람에게는 향정신성 약물이 지능을 날카롭게 하고 생각의 속도를 높이는 데 유용할지도 모른다. 하지만 가장 도움이 되는 전략은 인지재활에 참여하는 것이다. 인지재활은 정서적 뒷받침과 함께 교육, 착용식 카메라를 사용하는 등 실용적 전략을 병행해서 환자를 돕는 치료법이다. 

현재는 인간의 뇌를 구축하거나 재구축할 수 있는 실현 가능한 방법이 나와 있지 않다. 그리고 사실 이 소중한 기관의 복잡성은 상상을 초월할 정도이기 때문에 과연 우리가 그런 일이 가능할 정도의 지식을 갖출 수 있을지도 의문이다. 그럼에도 우리는 뇌의 이해에 관해서는 큰 발전을 이루어냈고, 요즘도 새롭고 흥미진진한 연구 결과들이 발표되고 있다. 이제는 혁신적인 기술 덕분에 각 뇌 영역이 기능보다는 뇌 영역들 간의 연결이나 활성 패턴 등을 이해하는 부분에 초점이 더 모아지고 있다. 이런 연구는 뇌가 어떻게 우리의 행동, 생각, 느낌을 만들어내는지에 관한 지식에 완전히 새로운 관점을 제공해줄지도 모른다. 버락 오바마 대통령의 거대한 브레인 프로젝트는 더욱 많은 문을 활짝 열어줄 수도, 훨씬 더 많은 질문을 던져줄 수도 있다. 그때까지는 부디 이 책이 여러분의 궁금증을 조금이나마 해소하고, 우리를 ‘우리 자신’으로 만들어주는 것이 무엇인지에 대해 신선한 통찰을 제공해줄 수 있기 바란다. 그리고 무엇보다도 세상에 하나밖에 없는 당신의 놀라운 뇌를 새롭게 이해하는 데 도움이 되기를 바란다. 

인간의 의술은 많은 발전을 했지만

가장 더딘 의술 중 하나는 뇌 분야이다.

뇌는 인간이 가장 알고 싶고 알려고 노력하지만 

그 무한한 영역을 현재로써는 1%밖에 알아내지 못했다.

머리를 통채로 접합할 수는 있지만

뇌만를 이식하기에는 힘들다

수 많은 뉴런과 시냅스의 일정부분이 망가졌을 때

어떻게 되는지 개인에 따라 얼마나 차이가 나는지도

우리는 알지 못한다

하물며 뉴런이 개인에 따라 얼마나 만들어지는지

아니면 만들어지지 않는지

세포소실로 인한 재앙이 개개인마다 얼마나 차이 나는지...

뇌는 우주와 같이

우리가 많은 탐구를 할 영역이지만

절대자본가들이 죽음에 대한 공포로 지원을 늘리고 있고

뉴럴링크같은 프로젝트가 있다면

자신의 기억을 저장했다가

치매나 장애들이 발생했을때

다시 기억을 주입할 수 도 있을 것이다.

생각 해 본적이 있는가?7

잠을 자고 일어났는데

아무런 기억이 남지 않는 당신이

세상에 있다는 것이 어떤 것일지

기억이 의식은 아니지만

기억이 없는 당신은

존재하지만 존재하지 않는 생명체일 뿐이라는 것을. . .