유전자가 모든 것을 조종한다고 믿는 과학자로서의 내...

 유전자가 모든 것을 조종한다고 믿는 과학자로서의 내 삶이시작된 것이다. 자유의지와 신에 대한 믿음은 이 3학년 때 행방이 묘연해졌다.
그 무렵, 한때 뉴욕의 교구에서 ‘올해의 가톨릭 소년‘이었던 내가 가톨릭교회를 떠났다. 나는 교수 가운데 한 사람이었던 스테이플턴 신부에게 다가가 나의 불신에 관해 말하고 공식적으로 마지막이 될 고해를 부탁했다. 신부는 껄껄 웃으면서 "신부들은 보통사람들이 교회에서 나가는 걸 도와주지는 않는데"라고 했지만, 나의 부탁을 들어주었다. 나는 그때까지도 품행이 바르고 성경을 열심히 공부하는, 그리스도와 토마스 아퀴나스와 아우구스투스의 가르침을 섭렵한 학생이었다. "자네한텐 교회가 더는 필요 없을뿐더러, 실은 교회가 자네를 미치게 하고 있어. 강박증을 비롯한 온갖걸로 말이야." 신부의 말과 함께 마음의 짐을 내려놓은 나는 자유와 홀가분함을 느꼈다. 마치 스위치가 탁 켜져서는 나의 뇌 안에 (과신에 가까운) 긍정적이고 공격적인 에너지가 가득 채워진듯했다. - P59

2005년, ADHD, 외상후스트레스장애 post traumatic stress disorder,PTSD, 알츠하이머병 같은 정신장애를 연구하는 정신과의사 다니엘 에이먼 Daniel Amen이 나에게 연락을 해왔다. 에이먼은 수십 년동안 사이코패스 살인마와 일반 살인마의 뇌 스캔 사진 약 50개를 모았는데, 내가 거기에서 어떤 패턴을 발견할지 궁금해하고 있었다. 나는 에이먼에게 그 사진들을 보내되, 꼬리표를 떼고 다른 스캔 사진들(건강한 피험자, 조현병 환자, 우울증 환자들의 뇌 사진)과 섞어달라고 했다. 피험자에 대해 알지 못하는 맹검과정 blind process을 따랐던 것이다. 맹검은 우리가 데이터에서 지각하는 패턴이 사전지식과 피험자를 향한 편견의 영향을 쉽게 받기 때문에 하는 일이다.
모든 뇌를 살펴보고 나니, 나는 뇌 회로 패턴들을 두 가지 살인자유형을 비롯해 몇 가지로 쉽게 구분할 수 있었다. 그리고 맹검암호를 죄다 해제하고 각 집단마다 어떤 사람들이 있는지 보게 된그 순간, 나는 그 정보가 무엇을 예고하는지를 알아차리고 얼어붙어버렸다. - P69

전전두피질의 배측과 그 부분을 상호연결하는 피질하subcortical영역들은 ‘차가운 인지 cold cognition‘ 즉 지각, 단기기억, 실행기억, 계획, 규칙 만들기 등의 사고 처리와 연관된다. 이 같은 사고를 생성하는 일뿐 아니라 적절한 맥락에서 정해진 성공과 실패의 규칙에 따라 여타의 사고를 억제하는 일 또한 담당한다. 삶은 스크래블이든 골프든 사업이든 간에 규칙과 우연으로 가득하고, 배측전전두피질 dorsal prefrontal cortex은 당신에게 충동에 따라 행동해도 괜찮을 때(게임에서 패를 내거나 공을 때리거나 주식을 사야 할 때)와 그래선 안 되는 때를 알려준다. 안와피질과 복내측전전두피질 ventromedial prefrontal cortex로 크게 구분되는 아래쪽, 즉 복측의 전전두피질 또한 비슷한 기능에 관여한다. 하지만 ‘뜨거운 인지 hot cognition‘, 다시 말해 정서기억과 사회, 윤리, 도덕을 바탕으로 한 행동을 하거나 하지 못하게 하는 일에 더 많이 관여한다. 배측전전두계 기능이 뛰어난 사람은 계획과 실행 기능이, 복측전전두계의 기능이 뛰어난 사람은 충동적이고 부적절한 대인관계와 사회적 행동을 제어하는 데 우월할 것이다. 마찬가지로 이 두 계의 기능이 부실하면 이런 고차원적인 행동을 이해하지도 못할 뿐더러 사회적으로 부적절한 상황에서 그런 행동을 제어하지도 못하게 된다. - P77

남들과 관계를 맺는 데는 차가운(합리적) 인지도 필요하고 뜨거운(정서적) 인지도 필요하다. 남들이 어떻게 생각할지, 적절한반응은 무엇일지 이해도 해야 하고, 남들의 느낌과 마음에 공감할(상대방이 경험할 느낌과 마음을 실제로 흡사하게 ‘느낄‘) 수도 있어야 한다는 말이다. 뜨거운 계통, 이를테면 안와피질이 손상된사람은 남들의 사고도 예측할 수 없지만 자신의 느낌을 공유하지도 못할 것이다. 여기에서 공감empathy과 ‘마음이론 theory of mind‘을 나눌 수 있는데, 공감은 남들의 아픔에 대한 기본적 연대감으로서 생애의 매우 초기에 발달하고, 마음이론은 더 정교한 내측전전두계medial prefrontal system에서 우리로 하여금 남들의 사고와 믿음을 비록자신의 것과 다를지라도 고려할 수 있게 해준다. 자폐장애 환자는 마음이론이 없지만 공감을 못하지는 않는 반면, 사이코패스는 공감을 못하지만 마음이론이 없지는 않다. 사이코패스는 공감은 못해도 동정 sympathy을 할 수는 있다. 동정은 정서기억을 인출하는 능력으로 다른 사람에게 어떤 종류의 고통스러운 사건이 닥칠지를 예측하는 능력과 그 사람을 도우려는 의지의 결합물이다. - P79

뉴런들이 연결되어 이루는 이른바 고리 Loop 수백만 개가 대뇌기저핵을 통과하면서 시상, 시상상부 epithalamus, 시상밑부 subthalamus시상하부 hypothalamus라 불리는 시상구조와 뇌간, 소뇌 회로cerebellarcircuit와 같은 피질하의 간이역들과 함께 피질의 명령 정보를 통합한다. 이 고리 가운데 일부는 똑같은 뇌 영역들을 연결하는 닫힌(또는 직접적) 되먹임 고리 closed feedback loop인 반면, 일부는 양상이 서로 다른 지각, 감정, 의식, 주의, 계획, 의지를 통합하기 위해 정보를 인접한 뇌 경로로 전달하는 열린 고리 open loop다.
고리마다 평행한 두 경로가 들어 있는데, 하나는 행동을 유발하는 ‘해‘ 경로이고, 다른 하나는 무언가를 하지 못하게 하는 ‘하지마‘ 경로다. 이 두 경로가 운동뉴런 motor neuron 으로 수렴되면 운동뉴런이 ‘해‘(흥분)와 ‘하지마‘(억제)를 합산해 당신이 움직일지 말지를 결정한다. 도파민은 고리에서 ‘해‘ 경로 켜기와 ‘하지마‘ 경로끄기를 동시에 하는 까닭에, 당신이 소파에 누워 TV로 경기를 보다가 맥주를 가지러 가야겠다고 마음먹을 때 스위치가 켜지는 주요 신경전달물질이다. 도파민 세포가 죽어버린 사람들은 소파에서 일어설 능력이 없다. 파킨슨병이 있는 사람들은 일어서려는 의지(전전두피질)도 있고 일어서서 걷기 시작한다는 계획(전운동피질)과 명령신호(운동피질)도 있지만, ‘해‘ 경로를 활성화하고 ‘하지마‘ 경로를 불활성화하는 도파민이 없어서 동작을 시작하지 못한다.
뇌 안에서 닫힌 회로와 열린 회로 수백만개가 피질과 피질하 영역을 연결하고 있어서, 뇌의 넓은 영역은 가장 단순한 행동에까지 관여하게 된다. 그래서 PET나 MRI 스캔 또는 뇌전도electroencephalography,EEG를 관찰하면, 손가락 하나만 까딱해도 피질과 피질하 영역 둘다에서 많은 뇌 영역이 활성화되는 것을 볼 수 있다. - P80

활동이 소실된 이들 영역 모두로 구성되는 뇌의 주요 덩어리를 변연피질 Limbic cortex, 또는 감정을 조절하는 주된 영역이라는 이유에서 감정피질 emotional cortex이라 부른다. 이 피질 기능 소실의 고리는 완전한 원 모양으로 나타나는데, 이때 내가 주목한 것은 안와피질, 대상피질, 측두피질 temporal cortex의 ‘연결장치‘ 역할을 하는 피질조각인 섬엽 insula도 이들 사이코패스 살인자에게서 손상이나 기능저하의 징후를 보인다는 점이었다. 사이코패스의 뇌에 관한 이전의 연구에서는 대부분 안와전두피질 orbital prefrontal cortex 및 복내측전전두피질과 편도체에 관심이 쏠려 있었다. 내가 채워 넣은 부분은 불안 및 공감과 관계 있는 다른 영역들을 확인해주는 동시에 사이코패스들이 때로는 그토록 침착함을 유지할 수 있는 이유도 설명해주었다. 나는 이 패턴의 단순성과 우아함에 들뜬 나머지 어쩌면 내가 인간의 무시무시한 그림자를 이해하는 성배를 발견한 건지도 모른다고 생각했다.
나는 전두엽, 특히 전전두피질의 아래쪽(복측)과 안쪽(내측) 부분이 어떻게 작용하기에 사이코패시 특성들이 생겨나는지 궁금했다. 사이코패스는 보통 뜨거운 인지에 작용하는 복측계가 제대로 작동하지 않지만, 배측계는 정상이거나 오히려 비범해서 양심과 공감으로 괴로워하지 않는다. 그리고 약탈 행동에 관한 냉정한 계획과 실행법을 정교히 조율하고 설득력 있게 다듬으며 용의주도하게 가공할 만한 것으로 만들 수 있다. 사이코패스는 배측계가 너무도 잘 작동하기 때문에 자신이 마음을 쓰는 것처럼 보이는 법을배울 수 있어서 더욱더 위험하다. - P83

내가 사이코패스라고 생각하지는 않았지만, 나의 뇌 스캔 사진이 사이코패스 살인마의 뇌 스캔 사진과 패턴이 완벽하게 일치한다는 의외의 사실은 내게 분명 멈칫할 이유가 되었다. 무엇이 사이코패스를 만드는가에 대해 잘 알고 있다고 그토록 확신했건만, 나의 뇌 패턴과 행동이 동떨어져 있다는 것은 내가 만든 사이코패스이론이 틀렸거나 적어도 불완전하다는 의미일지도 몰랐다. - P92

돌연변이 중 일부는 치명적이지 않아서 세포와 개체군population에 의해 보관된다. 이들을 단일뉴클레오티드다형성 single nucleotide Polymorphism, 즉 SNP라 부른다. 변화가 인간 개체군의 1퍼센트 미만에서 발견되면 돌연변이라 하고, 1퍼센트 이상에서 발견되면 전형적으로 SNP라 부른다. 인간에게는 약 2,000만 개의 SNP가 있고,
이것이 곱슬머리에서 비만을 거쳐 마약중독에 이르기까지 사람들의 외모와 행동의 다양성을 설명해준다. 1990년대 이래로 여러 특성과 질환의 유전적 ‘원인‘에 대한 사냥이 집중된 장소가 바로 이 SNP다.
그 밖에 중요한 유전부호genetic code 변경에는 소위 촉진자 promoter와 억제자 inhibitor, 즉 산물을 만드는 능력을 조절하는 유전자 조각이 관련된다. 이 둘의 조절을 받아 만들어진 산물의 일부가 신경전달물질의 행동을 조절한다. 따라서 촉진자와 억제자는 유전자의 휘발유와 브레이크 페달처럼 뇌에서 세로토닌 serotonin 이나 도파민 같은 신경전달물질의 전달을 제어한다. 세로토닌은 우울증, 양극성장애, 수면장애, 섭식장애, 조현병, 환각, 공황장애는 물론 사이코패시와도 관련되는데, 분해효소는 MAO-A이다. 이 효소를 생산하는 (하이픈이 없는) 유전자 MAOA의 촉진자는 짧거나 긴형태 둘 중 한 가지다. 짧은 촉진자를 가진 MAOA 유전자의 변형은 공격적 행동과 연관되어왔고 ‘전사유전자 warrior gene‘ (전사유전자transcription gene와 다른 유전자다 옮긴이)라고 불린다.
병을 일으키는 데 연관되는 SNP는 아마도 20개나 50개 또는 그이상이 있을 것이다. 그런 만큼 전사유전자가 공격성, 폭력성, 보복성을 일으킨다‘는 말은 유전학자들로부터 야유를 받을 것이다. - P102

전사유전자는 뇌 구조의 변화와도 연관되어왔다. 미국 국립보건원의 안드레아스 마이어-린덴베르크 Andreas Meyer-Lindenberg 와 동료들이 시행한 연구에서는 전사유전자가 편도체, 전대상피질, 안와피질, 즉 반사회적 행동과 사이코패시에 연관되는 모든 영역의 부피를 8퍼센트 줄인다는 사실을 발견했다.
전사유전자의 효과는 일반적으로 남성에게서 나타난다. 전사유전자가 이른바 두 성염색체 가운데 Y 염색체가 아닌 X염색체에 위치하기 때문이다. 이런 일은 X염색체의 약 30퍼센트에서 일어난다. 누구나 알듯이, 여성의 성염색체 조합은 XX이고 남성의 조합은 XY다. 남성은 어머니에게서 단 하나의 X염색체를 물려받기 때문에 만일 저기능의 변종을 받으면 상쇄할 다른 유전자가 없다. 확실하게 영향을 받을 수밖에 없는 이유다. 여성은 X를 아버지와 어머니에게서 각각 하나씩 받는다. 수정이 되고 초기 난세포 분열이 끝나고 나면, 여성에게서 쌍을 이루는 두 X염색체 중 하나는 무작위로 활성이 사라지지만, MAOA를 포함한 일부 유전자는 활성이 유지된다. 따라서 여성이 MAO-A 효소가 충분하지 않아 지나치게 많은 세로토닌을 가지려면 저발현 형태의 MAOA 유전자가 양쪽 X상에 필요하다. 그래서 여성은 남성만큼 전사유전자의 영향을 쉽게 받지 않는다. 각각의 X염색체에서 전사유전자가 발생할 확률이 30퍼센트여서, 여성이 양쪽에 전사유전자를 가질 확률은 30퍼센트 곱하기 30퍼센트, 즉 9퍼센트다. 이는 인구 중에서 공격적 남성이 공격적 여성보다 많은 이유를 부분적으로는 설명해준다. 그리고 여성보다 남성에게서 공격적 행동에 더 많은 영향을 끼치는 테스토스테론testosterone 의 존재가 이 차이를 더 크게 한다. - P111

세로토닌 말고도, 도파민 역시 사이코패스와 상관있다. 2010년, 밴더빌트대학교 조슈아 부크홀츠 Joshua Buckholtz는 사이코패시가 뇌안에 도파민이 과다하게 방출되는 것과 연관 있음을 보여주었다. 도파민이 많다는 건 보상을 추구하는 욕구가 과다하다는 뜻인데, 도파민 전달을 증대시키는 유전자들은 사이코패스에게서 흔히 보이는 중독행동addictive behavior을 설명할 수 있을 것이다. 사이코패스들은 마약에서든, 성행위에서든, 소름 끼치는 폭력에서든 점점 더많은 자극을 찾기 때문이다. - P113

공감 및 공격 특성 연관 유전자의 대립유전자들은 사이코패시를 이해하는 데서 어느 정도의 전망을 보여주었다. 하지만 사이코패스에게 있는 다른 중요한 특성, 이를테면 과대망상, 말주변, 병적 거짓말, 도덕과 윤리의 부재의 원인이 되는 유전자는 확인된 적이 없다. 이들 특성을 이해하기 위해서는 아마도 뇌의 해부구조와뇌 안에서 변화된 연결들을 분석하는 것(뇌의 어떤 특징이 이기능과 연관되는가?)이 먼저고, 유전정보(어떤 유전자가 이 특징에영향을 미치는가?)를 이해하는 일이 다음일 것이다.
2007년부터 2009년까지, 연구자들은 단 하나가 아니라 수십 개유전자가 인간의 적응 행동에 영향을 끼친다는 점을 이해했다. 가령 어느 연구실에서 조현병과 연관된 유전자 하나를 발견하고 자신들의 결과를 발표했다고 치자. 그리고 다른 연구실에서 또 다른 유전자를 발견했다고 가정하자. 하지만 다른 연구자들이 이 연구결과들을 재현하려고 하면 통계적 의미를 얻지 못한다. 사람들은 좌절했고, 불량 데이터가 다량으로 발표되는 건 아닌지 의구심을가졌다. 연구자들은 대규모 실험을 하고 나서야 비로소 원인 유전자가 한둘이 아니라 아마도 열다섯 아니 스무 가지쯤 있어서 저마다 증상에 몇 퍼센트의 편차를 제공하고 있다는 걸 알게 되었다.
유전자 대부분은 예컨대 눈과 머리털의 색깔을 통제하는 유전자와 같이 우성 아니면 열성으로 특징 지을 수 없을 것이다. 상호작용하는 수많은 유전자가 행동을 통제할 뿐만 아니라, 이들 유전자의 무수한 조절체 역시 영향을 미친다. 이를테면 공격성도 세로토닌, 노르에피네프린, 도파민, 안드로겐androgen을 비롯해 수많은세포기능을 조절하는 유전자들이 상호작용하여 영향을 미치는 복잡한 행동이다. 딱 하고 스위치를 켜거나 꺼서 누군가의 인격을 폭력적인 또는 온화한 것으로 바꿀수는 없는 것이다. - P116