이토록 뜻밖의 뇌과학

이토록 뜻밖의 뇌과학

이후 서술되는 내용은 필자가 리사 펠드먼 배럿님의 '이토록 뜻밖의 뇌과학'을 읽고 인상 깊었던 부분을 정리한 것이다.

 

 

1/2. 뇌는 생각하기 위해 있는 게 아니다

- 알로스타시스(Allostasis)    몸에서 뭔가 필요할 때 충족시키도록 자동으로 예측하고 대비하는 것

  - 최대한 에너지 효율이 높은 방법을 택해야 함

  - 알로스타시스를 위해 몸 내부가 정교해져가고, 복잡해져 감

    - 수많은 체계와 자원을 효율적으로 운영하기 위해 '뇌'가 필요해짐

    - 뇌가 하는 가장 중요한 일은 생각하는 것이 아닌 '신체를 운영'하는 것

 

1. 뇌는 하나다, 삼위일체의 뇌는 버려라

- 뇌의 진화 과정

  - 뇌의 진화는 퇴적암의 지층처럼 층을 쌓아온 것이 아니라 점점 커지면서 재조직되며 일어남

    - e.g. 인간은 네 개의 일차체성감각피질(Primary somatosensory cortex)^[각주:1]이 존재하지만, 쥐는 하나의 영역에서 모든 과업을 수행함

  - 모든 포유류와 파충류, 조류, 그리고 일부 어류에서 공통된 뇌 제조계획(Brain-manufacturing plan)을 가짐

    - 뇌들이 각각 다르게 보이는 이유는 종별로 각 단계를 지속하는 기간이 다르기 때문

    - 인간의 뇌에 진화 과정에서 생긴 새로운 부분이란 없음

 

2. 뇌는 '네트워크'다

- 허브 역할의 신경세포

  - 신경세포는 유사한 역할을 하는 것들끼리 클러스터(Cluster)로 묶이고, 이런 클러스터는 대부분 로컬 트래픽을 처리함

  - 하지만, 일부 클러스터는 허브 역할을 해서 복잡한 신경 구조를 효율적으로 만들어줌

  - 두뇌 허브 덕분에 대부분의 신경세포가 국지적으로 집중하면서도 뇌 전반에 걸친 활동에 참여할 수 있음

  - 이러한 역할 때문에, 허브가 손상되면 다양한 장애가 나타날 수 있음

 

- 여러 역할을 수행하는 신경세포

  - 신경세포들은 매우 유연하게 연결되어 있어 여러 업무를 관장함

  - e.g. 흔히 시각피질(Visual cortex)라고 부르는 후두피질(Occipital cortex)은 청각 및 촉각과 관련된 정보들을 실어 나르기도 함

 

- 축중(Degeneracy)    서로 다른 신경세포들의 집단이 동일한 결과를 만들어내는 것

  - 간단한 동작이라도 할 때마다 다른 신경세포들의 조합에 의해 이루어질 수 있음

 

- 복잡성(Complexity)    ‘엄청난 수의 각기 다른 신경 패턴들’로 스스로를 구성해내는 뇌의 능력

  - 복잡성은 뇌가 이전에 만든 오래된 패턴의 조각과 조각을 조합해 엄청 다양한 패턴을 만들어낼 수 있음을 의미함

  - 그 결과, 뇌가 과거에 도움이 되었던 패턴을 불러들여서 새롭게 시도할 만한 패턴을 만들어냄으로써 모든 상황에서 유연하고 효율적으로 몸을 운영할 수 있게 해줌

  - 시스템 자체를 재배선해서 관리할 수 있는 정보의 양에 따라 복잡도가 달라짐

  - 복잡도가 높은 뇌는 더 많은 것을 기억할 수 있음

    - 기억은 전기와 화학물질을 사용해 필요할 때마다 재구성하고, ‘조합’함

 

3. 어린 뇌는 스스로 세계와 연결한다

- 뇌 가소성

  - 우리 뇌는 일부만 완성된 채로 태어나 주변 환경에 따라 다르게 배선됨

    - 이로 인해, 아기 뇌가 정상적으로 발달하려면 다양한 물리적 입력자극(Physical input)과 사회적 입력자극(Social input)이 필요함

뇌 가소성(Brain Plasticity)

    - 문화 유전(Cultural inheritance)

      - 위와 같은 방식은 위험도가 높지만, 우리의 문화적·사회적 지식이 다음 세대로 효율적으로 흐르도록 도움

      - 따라서, 진화가 우리의 모든 배선 지침을 유전자에 부호화할 필요가 없어 매우 효율적

 

  - 세부조정(Tuning)    신경세포 간의 연결, 신체자원의 예산을 책정하는데 중요한 연결을 강화

    - 세부조정이 잘된 연결은 정보를 전달하고 처리하는 데 효율적이므로 재사용 가능성이 큼

    - 수초화도 세부조정에 속함

  - 가지치기(Pruning)    덜 사용되는 연결을 약해지게 하거나 사라지게 하는 것

    - 인간은 궁극적으로 사용할 것보다 더 많은 연결을 가지고 태어나기에 가지치기는 필연적

    - 필요 없는 연결은 에너지 낭비이기 때문에 가지치기는 두뇌 발달에 중요한 역할을 함

 

- 선택적 지각    주변 환경에 개의치 않고 자신에게 의미있는 정보만 선택적으로 받아들이는 것

  - 성인의 뇌는 한 가지에 집중하고, 나머지는 무시하는 일을 쉽게 해냄

  - 특정 세부사항에 초점을 맞추고 관련 없는 세부사항은 무시하는 것을 주된 업무로 하는 소규모 신경세포 무리가 존재하기 때문임

 

  - 관심공유(Sharing attention)

    - 양육자의 말과 시선의 전환은 관심공유로써 아기의 신체예산에 영향을 끼칠 수 있음

    - 여러 달이 지나면 아기는 양육자에게서 관심공유를 이끌어내어 적소 파악

    - 적소(Niche)

      - 우리 뇌가 신체예산과 관련이 있는 것과 무시할 수 있는 것을 가지고 구성한 자기 환경

 

- 감각의 발달

  - 태어난 직후는 다양한 자극에 모두 반응하지만, 시간이 지나며 반복되는 자극에 대해서만 세부조정하고, 가지치기를 함

  - 이렇게 시냅스 가소성이 높은 시기를 민감기라고 함

    - e.g. 어렸을 때 언어를 더 쉽게 배움, 주변 민족 얼굴만 잘 구별함

  - 감각통합(Sensary integration)

    - 우리는 항상 다중 감각을 경험하고, 뇌는 이러한 감각들을 하나의 전체로 모아냄

    - 감각통합은 아기가 성장함에 따라 세부조정되고 가지치기됨

 

학습 내용에 따른 다양한 민감기

 

4. 뇌는 당신의 거의 모든 행동을 예측한다

- 예측하는 뇌

  - 우리 뇌는 과거의 경험 조각들을 가져와서 기억을 조합해 감각의 의미를 추측함

  - 심지어 감각 데이터가 뇌에 도달하기 전에 주변 세계의 실시간 변화를 감지해 신체 제어

    - e.g.1 우리가 갈증이 날 때 물을 마시면 갈증이 바로 해소되지만, 실제로는 물이 혈류에 도달하려면 20분이나 걸림

    - e.g.2 파블로프 조건형성(Pavlovian conditioning)

  - 우리의 뇌는 순간순간 수많은 예측들을 쏟아내며 각각의 예측에 대한 확률을 추산함

  - 그 중 성공한 예측은 세부조정되며 본인의 행위와 감각 경험이 됨

 

5. 당신의 뇌는 보이지 않게 다른 뇌와 함께 움직인다

- 인간의 사회적 종

  - 인간의 주변 사람들과 상호작용할 때 조금씩 세부조정되고 가지치기됨

  - 다른 사람의 행동, 말 등으로 나의 신체예산이 조정됨

    - 한 사람은 이끌고, 다른 사람은 따라하며 역할은 때때로 바뀜

    - e.g. 호흡이 상대방 호흡에 동기화, 격렬한 논쟁

  - 공감할 때도 상대방과 사이가 가까울수록 우리 뇌는 상대방의 마음에 대해 더 효율적으로 예측하며, 신체예산을 덜 쓸 수 있음 (반향실 효과^[각주:2]의 이유)

 

- 스트레스

  - 주변 사람에 의한 잠깐의 스트레스는 신체예산을 쓰게 하지만, 곧 바로 회복됨

  - 하지만, 회복할 기회 없이 반복해서 스트레스를 받으면, 신체예산에 심각한 적자가 쌓임 (만성 스트레스)

  - 식사 전후로 두 시간 안에 사회적 스트레스에 노출되면 몸에서 실제로 섭취한 것보다 104칼로리 더 섭취한 것처럼 대사가 일어남

 

6. 인간의 뇌는 다양한 종류의 마음을 만든다

- 마음의 배선

  - 우리는 다양한 종류의 마음을 구성하도록 다양한 방법으로 배선될 수 있는 기본 뇌 계획(Basic brain plan)을 갖고 세상에 태어남 (변이는 생물종의 기본)

  - 특정 문화에서 배선된 사람의 몸에 들어있는 뇌는 특정 종류의 마음을 만들어냄

    - 마음은 문화에 의해 세부조정되고 가지치기 되는 미세 배선(Micro-wiring)에 달려 있기 때문에 뇌보다 보편적 특징이 적음

 

- 정동(Affect)    몸에서 일어나는 일반적인 느낌 (감정이 아님)

  - 우리의 보편적인 정신적 특징에 가장 가까움

  - 우리 뇌는 매 순간 우리 몸에 무슨 일이 일어나고 있는지 요약하고, 우리는 그 요약을 정동으로 느낌

  - 즉, 정동은 우리가 어떻게 하고 있는지 알려주는 척도와 같고, 우리의 신체예산이 균형을 이루는지 적자인지 암시해줌

 

- 문화적응(Acculturation)

  - 전혀 새로운 문화에 적응하는 것은 가소성의 극단적인 형태와 같음

  - 많은 새롭고 모호한 감각 데이터들이 갑작스럽게 닥치면, 우리의 뇌는 제일 효율적인 방법을 찾아서 세부조정하고 가지치기함

  - e.g. 남자는 군대에 다녀오면 집에서 군대로 갈 때 한 번, 군대에서 집으로 올 때 두 번 문화적응을 해야 함

 

7. 인간의 뇌는 현실을 만들어낸다

- 5가지 C

  - 창의성(Creativity)

    - 창의성을 통해, 우리는 사회적 현실을 만들고, 물리적 세계에 존재하지 않는 새로운 기능을 부과함

    - 사회적 현실 e.g. 국가들, 국경, 시민권

  - 의사소통(Communication)

    - 아이디어를 공유하기 위해서는 다른 뇌와 효율적으로 의사소통하는 뇌가 필요하고, 의사소통을 효율적으로 하려면 대개 언어가 필요함

    - 즉, 사회적 현실이 확장되고 지속되려면 언어가 더 효율적임

- 모방(Copying)

  - 법과 규범을 확립하기 위해서는 서로를 모방하는 것이 필요함

- 협력(Cooperation)

  - 공유된 사회적 현실이 유지되려면 서로 협력하는 것이 필요함

 

- 압축(Compression)

  - 하나의 커다란 신경세포는 다양한 속도로 일제히 발화하는 무수한 작은 신경세포들로부터 신호를 수신하는데, 큰 신경세포는 작은 신경세포들로부터 오는 신호 중 중복되는 것을 요약, 즉 압축해 다른 신경세포에게 전달함

  - 대뇌피질에서 압축은 감각 데이터를 나르는 작은 신경세포들에서 시작돼 점점 더 크고 잘 연결된 신경세포들로 옮겨져 압축되어 요약됨

    - 이 프로세스는 뇌의 뒷부분에서 뇌 앞부분에 이를 때까지 이어지는데, 뇌 앞부분에는 가장 크고 가장 많이 연결된 신경세포들이 가장 일반화되고 가장 압축된 요약을 생성해냄

  - 다른 동물의 뇌에서는 발견되지 않는 복잡한 능력

  - 압축은 우리가 추상적으로 생각할 수 있게 하고, 추상화(Abstraction)는 5가지 C와 함께 우리 뇌가 사회적 현실을 창조할 수 있도록 함

 

- 추상화

  - 추상화는 감각통합을 통해 작동하고, 감각통합은 압축을 통해 가능해짐

  - 신경세포 중 하나가 입력자극들을 압축해 요약을 만들어낼 때마다 다중감각적 요약(Multisensory summary)은 입력자극들의 추상화가 됨

  - 즉, 뇌의 앞부분에서 가장 추상적이고 다중감각적인 요약을 만들어낼 수 있음

  - 추상화는 당신의 뇌가 과거 경험의 일부를 요약하여 물리적으로 서로 다른 것들이 다른 방식으로 보면 유사할 수 있음을 이해하게 함

 

 

 

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1. 몸의 움직임을 감지하고, 촉각을 만들어내도록 돕는 뇌 영역 [본문으로]
2. 미디어의 정보가 이용자가 갖고 있던 기존 신념이 닫힌 체계로 구성된 의사소통에 의해 증폭되고, 같은 입장을 지닌 정보만 지속적으로 되풀이 수용하는 현상 [본문으로]