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스파이크 - 뇌를 누비는 2.1초 동안의 파란만장한 여행
마크 험프리스 지음, 전대호 옮김 / 해나무 / 2022년 6월
평점 : 
간혹 우리는 뇌를 스치는 기발한 생각이 떠오를 때나 새로운 경험을 했을 때 이렇게 표현합니다.
번뜩이는 순간이었다든지, 스파크가 일어났다든지, 짜릿한 느낌이었다고 말이죠.
뭔가 불꽃이 일어난 것처럼 느낀다고 할까요?
우리가 알지 못하는 사이에 우리의 뇌가 일으키는 작용에 의해 저렇게 표현하는 것일지도 모릅니다.
하지만 사실은 아무도 모르죠.
인간의 뇌는 아직 많은 비밀을 숨기고 있으니까요.
[스파이크]는 바로 그런 작용이 실제로 우리 머리 속 뇌에서 일어나고 있음을 이야기하고 있습니다.
저자인 마크 험프리스는 영국 노팅엄 대학교 계산신경과학자 석좌교수이자
인간의 뇌를 연구하는 시스템 신경과학자입니다.
이 책은 신경조직 중 뉴런Neuron이 뇌에서 어떤 작용을 하는지 연구한 결과물입니다.
뉴런은 신경세포와 세포 간의 상호작용을 통해 정보를 주고 받으며 뇌의 중추신경계에서 정보를 처리하고
다시 인간의 몸으로 명령을 전달해 수행하도록 하는 신경조직입니다.
문득 예전에 본 뇌신경 관련 영상이 떠오르네요.
뉴런은 각각의 세포체로 존재하며 수상돌기의 시냅스를 통해 정보를 주고 받는데
신기하게도 서로 떨어져 있는 상태에서 정보를 전달할 때는 신경전달물질을 방출하는 것이었습니다.
이 책은 바로 그 순간을 포착해 펄스 형태의 신호를 만들어내는 '스파이크 Spike'가 일어난다고 합니다.
저자는 이 과정을 설명하기 위해 아주 찰나의 순간인 쿠키를 집어드는 장면을 책을 통해 설명해줍니다.
눈으로 본 정보가 뇌를 거쳐 손에 이르기까지 2.1초간의 아주 짧은 과정을 한 권의 책에 담은 셈이죠.
이때 뉴런들은 미세한 케이블을 따라 짧은 전압 신호를 전송함으로서 서로 소통하게 됩니다.
이것은 비단 인간의 뇌에서만 일어나는지 않습니다.
모든 뇌를 가진 생물들에게는 일반적으로 일어나는 작용이지요.
스파이크는 "바로 지금 사건이 일어났다"고 말해주는 타임스탬프다.
여기서 사건이란, 작고 휘어진 검은 물체의 미세한 운동으로 인해
개구리의 망막에 도달하는 빛이 변화한 것일 수 있다. (중략)
이러한 사건이 일어나면 다른 뉴런들로부터 우리가 주목하는 뉴런으로
들어오는 스파이크들이 변화한다는 것이 거의 확실하다.
<2장 있거나 아니면 없거나> 中에서
그러고 보니 800억 개가 넘는 뉴런들은 동시다발적으로 활동하지는 않는다고 합니다.
어떤 분야에 있어 자주 활동하게 되면 그 분야의 뉴런은 활발하게 신경전달물질을 주고 받지만
활동이 저조해지거나 사라지게 되면 그 뉴런은 퇴화하게 된다는 이야기를 들은 기억이 납니다.
그래서 뉴런에서 일어나는 스파이크는 있거나 아니면 없는 것이 되는 것입니다.
우리의 감각 장치에서 유래한 입력들로부터 가장 멀리 떨어져 있고,
우리의 근육으로 향하는 출력들로부터도 가장 멀리 떨어져 있는 뉴런.
그 뉴런은 피자의 맛, 갓 구운 빵의 냄새, 저녁노을의 짙은 빨간 색,
아기 손의 촉감을 전혀 모를 것이다.
그러나 그 뉴런은 이 모든 것의 머나먼 메아리를 받을 것이다.
우리의 스파이크뿐 아니라 수백만개의 유사한 스파이크가 겉질 전역에서
그 가장 외로운 뉴런에 도착하여 메시지를 전달한다.
<7장 스파이크의 의미> 中에서
오랫동안 뉴런의 스파이크에 대해 개수주의자와 시간주의자는 전쟁을 벌였다고 합니다.
개수주의자는 뉴런이 스파이크의 개수에 메시지를 실어서 전송한다고 믿은 반면
시간주의자는 뉴런이 스파이크를 방출하는 시기를 통해 메시지를 전송하고 믿은 것이죠.
각각 개수와 발생 시점에 의미를 담았다고 생각했지만 저자는 이렇게 말합니다.
한 뉴런이 무엇을 전송하는지 묻지 말고 무엇을 받는지 물어라.
저는 문득 궁금해졌습니다.
뉴런의 시냅스는 서로 떨어져 있고 신경전달물질을 내보내어 정보를 전달하는데
만약 정보를 전달 받는 뉴런의 시냅스가 그것을 인지 못해서 전달 받지 못하면 어쩌지, 하고요.
그 요란한 자발적 활동은 우리가 처음 태어날 때부터 줄곧 있었다.
발달하는 뇌의 모든 곳에서, 즉 망막, 겉질, 선조체, 중간뇌의 어두운 구석들과
뇌간에서 뉴런들은 스파이크를 유발할 무언가가 존재하기 이전에도
자발적으로 스파이크를 전송한다.
눈이 떠지기 전에도 망막과 시각겉질에는 스파이크들이 있다.
수염이 움직이기 전에도 감각겉질의 수염 담당 부분들에는 스파이크들이 있다.
<9장 자발성> 中에서
우리도 모르는 사이에 뉴런들은 스스로 활동을 하고 끊임없이 정보를 주고 받고 있었네요.
쿠키를 보고 손을 내미는 그 짧은 찰나의 순간이 이토록 영원처럼 느껴지는 것은 처음입니다.
기시감이 드는 것도 자발적 스파이크의 '예측'이 낳은 결과일지도 모르겠습니다.
[스파이크]는 뇌과학의 일반 상식만 알고 읽기에는 다소 어렵다는 생각이 듭니다.
저는 책을 읽다가 몇 번이고 덮어버리고 싶어하는 뉴런의 신호를 느꼈거든요.
하지만 저자의 뇌는 그런 사실까지 예측했는지 중간 중간 재치있고 흥미로운 사실들을
끼워넣음으로서 스파이크의 여행이 잘 마무리될 수 있도록 도와주었습니다.
제가 좀 더 뇌과학에 흥미를 가졌더라면 더 재미있게 읽었을 거라는 생각이 드네요.
뇌를 누비는 2.1호 동안의 파란만장한 여행가 [스파이크]를 읽었습니다.