지난번 포스팅의 마지막 부분에서 뇌는 그저 존재할 뿐이고 의식과 마음은 뇌의 각 부분이 서로 연결되어 생겨나는 것이라는 이야기를 했었다. 오늘 본문에서는 이것을 ‘신경 활동의 얽힘‘ 또는 ‘뇌 활동의 다중 흐름‘ 이라는 말로 표현한다.

의식과 마음이라는 눈에 보이지 않는 추상적인 것을 과학자들만의 용어으로 나타낸 것인데, 일반 독자인 나조차도 그럭저럭 납득할수 있는 말로 표현되어 있어서 내용을 이해하는데 도움이 되었다.

"데카르트의 극장과 같은 것은 없다." 다시 말하면 뇌에는 그 시나리오들이 정합적인 형태로 출연하는 뇌 부위가 존재하지 않는다. 또 그것은 하나도 아니다. 대신에 전뇌의 구석구석 ㅡ 대뇌 피질에서부터 시상, 편도체 그리고 해마와 같은 특수화된 인지 중추에 이르기까지 ㅡ 에서 벌어지는 신경 활동의 얽힘만이 존재할 뿐이다. - P205

하나의 집행 자아가 모든 정보를 수집 · 통제하는 것 같은 단일한 의식의 흐름은 존재하지 않는다. 오히려 의식적 사고에 순간적으로 기여했다가 사라져 버리는 뇌 활동의 다중 흐름이 존재한다. - P205

의식은 정신 활동에 참여하는 회로가 대량으로 연결되어 있는 집합체이다. 마음은 스스로 조직하는 시나리오들의 공화국이며 이 시나리오들은 개별적으로 생겨나고 자라고 진화하며 사라진다. 그리고 때로는 새로운 사고와 물리적 행동을 지연시키기도 한다. - P205

신경 회로들은 전기 격자의 부분처럼 점멸하지는 않는다. 그것들은 적어도 전뇌의 많은 부위들에서는 한 뉴런 수준에서 다른 뉴런 수준으로 이동하는 병렬적 중계 과정을 통해 각 단계에서 더 많은 정보들을 통합해 가면서 정돈된다. - P206

망막을 때리는 빛 에너지는 뉴런 발화 패턴으로 변환된다. 이 패턴은 망막에서 출발하여 중간 신경계들의 연쇄를 통해 중계되는데 결국에는 시상의 외슬핵(外膝核, lateral geniculate nuclei)을 거쳐 뇌의 뒷부분에 있는 일차 시각 피질로 되돌아간다. 통합된 자극을 공급받은 시각 피질 속의 세포들은 망막의 상이한 부분들로부터 정보를 정리한다. 그 세포들은 자기 자신의 발화 패턴에 따라 점이나 선을 인식하고 구체화한다. 이런 상위 차원 세포의 후속 체계들은 다중 공급 세포의 정보를 통합하여 물체의 모양과 이동을 그려낸다. 작동 방식은 아직 알려져 있지 않지만 이 패턴은 뇌의 다른 부분들에서 동시에 들어오는 입력과 맞물려서 의식의 완전한 시나리오를 만들어 낸다. - P206

"나는 연결되어 있다. 그러므로 존재한다." _생물학자 S. J. 싱어(S. J. Singer) - P206

의식을 산출하는 것만으로도 천문학적인 수의 세포가 필요하기 때문에 뇌는 복잡한 이동 영상을 만들어 내고 유지하는 데 용량의 뚜렷한 한계를 나타낸다. 이런 용량을 측정하기 위해서 심리학자들은 기억을 장기 기억과 단기 기억으로 구분했다. - P206

단기 기억은 의식적 마음의 준비 상태이다. 그것은 가상 시나리오의 현재 부분과 기억된 부분으로 구성되며 한꺼번에 단 7개의 단어나 기호만을 다룰 수 있다. 뇌가 이런 기호들을 완전하게 훑으려면 대략 1초가 걸리며 이 정보의 대부분을 3초 내로 잊는다. - P206

장기 기억의 경우에는 끄집어내는 데 훨씬 더 긴 시간이 걸리지만 용량은 거의 제한이 없으며 그중 상당 부분은 평생 보존된다. - P206

확산 활성을 통해서 의식적 마음은 장기 기억 창고에서 정보를 소집하고 짧은 순간 동안 그것을 단기 기억 창고에 보관한다. 이 시간 동안에 의식적 마음은 하나의 기호(정보)를 대략 0.025초에 처리하는데 그 정보로부터 발생한 시나리오들은 서로 경쟁한다. - P207

장기 기억은 특정한 사람, 물체 그리고 행동을 시간 흐름에 따라 의식적 마음 속으로 끌어들임으로써 특수한 사건들을 회상하게 한다. 예컨대 의식적 마음은 올림픽의 순간을 쉽게 재창조한다. 타오르는 횃불, 달리는 선수들, 금메달의 환호 등등. - P207

의식적 마음은 움직이는 영상과 소리뿐만 아니라 이와 동시에 경험된 연관 개념들의 형태로 의미까지도 재창조할 수 있다. 예컨대 불은 뜨거움, 빨간색, 위험함, 요리, 열애 그리고 창조적 행동 등과 연관되어 있는데, 맥락에 따라 선택된 여러 항목의 하이퍼텍스트(hypertext) 경로들을 통해 어떤 때에는 기억에서 새로운 연상이 생기기도 한다. - P207

개념은 장기 기억에서 접속점 혹은 참고점이다. 많은 개념들이 일상 단어들로 식별되지만 그렇지 않은 것들도 있다. - P207

장기 기억 은행에서 영상을 회상할때 연관이 거의 없으면 그 회상은 기억일 뿐이다. 반면 연관이 있고 특히 감정 회로의 공명이 가미되었을 때에는 그 회상은 추억이 된다. - P207

기호를 조작함으로써 추억을 만들어 내는 능력은 생명 기계의 탁월한 업적이다. 그것이 모든 문화를 창조해 냈다. 하지만 몸이 신경계에 부과하는 요구 사항을 만족시키기에는 여전히 부족하다. - P207

수많은 기관들은 연속적으로 그리고 정확하게 조절되어야 한다. 심각한 교란이 생기면 질병이나 죽음에 이르기 때문이다. 예컨대, 심장이 10초만 게으름을 피우면 당신은 돌덩이가 될 수도 있다. - P207

기관들의 적절한 기능은 뇌와 척수의 미리 배선된 자동 조종 장치의 통제 아래 있다. 이때 척수의 뉴런 회로들은 인간 의식의 기원보다 앞서서 수십억 년동안 진화한 척추동물의 유산이다. 자동 조종 장치 회로들은 상위의 대뇌 중추 회로들보다 더 짧고 단순하며 이 두 회로들 간에는 최소한의 소통만이 존재한다. 중재를 위한 강한 훈련이 있을 때에만 그 회로들은 간혹 의식의 통제 아래 놓일 수 있다. - P208

자동 통제의 사례들은 많다. 예컨대 동공이 수축되거나 팽창되고 타액이 분비되거나 고이고 위장이 요동치거나 조용해지고 심장이 박동하거나 잠잠해지는 등의 현상은 모두 자율 신경계의 길항적(拮抗的) 요소들의 균형을 통해서 가능하다. - P208

자율 신경계의 교감 신경은 어떤 행동을 위해 몸을 긴장하게 만든다. 교감 신경들은 연수의 중간 부위에서부터 비롯되며 신경 전달 물질인 부신 수질 호르몬의 분비를 통해 대상 기관을 조절한다. - P208

부교감 신경은 소화 과정을 격렬하게 만들면서 몸 전체를 이완시킨다. 이 신경은 뇌간과 연수의 가장 아랫부분에서 비롯되며 그 신경이 목표 기관을 향해 분비하는 신경 전달 물질은 잠을 유발하는 아세틸콜린이다. - P208

반사는 연수와 하부 뇌(lower brain)를 거치며 뉴런의 짧은 회로들을 통해 매개되는 신속한 자동 반응이다. - P208

놀람 반응은 눈 깜짝할 사이에 일어나는데 의식적 마음이 생겨나는 시간보다 빠르며 심지어 오랜 훈련을 통한 의식적 노력으로 모방될 수 있는 것보다도 더 빠르다. - P208

자동 반응은 의식적 의지에 상대적으로 둔감할 수밖에 없다. 이런 특성은 심지어 감정을 주고받는 안면표현(facial expression)에까지 확장된다. 자발적으로 일어나는 진짜 미소는 변연계에서 비롯되며 감정에 추동된다. 그래서 훈련받은 관찰자를 잘 속일 수 없다. - P209

부자연스러운 미소는 대뇌의 의식적 절차로부터 구성되는데, 감추려 해도 드러나는 미묘한 차이 때문에 결국 들키고 만다. 즉 안면 근육이 다른 배열로 인해 약간 다르게 수축될 때와 위쪽으로 구부러진 입이 한쪽으로 기울어지는 경향을 보일 때 미소는 이내 가짜로 평가된다. - P209

노련한 연기자는 자연스러운 미소를 근사하게 모방할 수 있다. 또한 적절한 감정을 인공적으로 유도하면 미소를 지을 수도 있다. 하지만 빈정거림 (입을 삐쭉거리는 미소), 절제된 공손함(연한 미소), 위협적 미소 그리고 자기 감정을 섬세하게 표현할 때 사용되는 미소는 문화마다 조금씩 다르다. - P209

뇌로 들어가는 입력들 중에는 많은 경우 외부 세계보다는 호흡, 심박, 소화 그리고 다른 생리 활동들을 감시하는 내부 신체 감각들로부터 온다. 밀려오는 ‘육감(肉感, gut feeling)‘ 은 합리적 사고와 섞여 있으며 오히려 그것을 부양해 준다. 그리고 다시 내부 기관의 반사와 신경 호르몬 순환 고리를 통해 합리적 사고의 영향을 받는다. - P209

의식의 시나리오들이 자극에 의해서 추동되고 이전의 시나리오들에 관한 기억의 도움으로 떠다니는 동안 그것들은 감정에 의해서 강화되고 수정된다. - P209

감정이란 무엇인가? 신경 활동의 수정을 통해 정신 활동을 집중시키고 거기에 활력을 불어넣는 역할을 하는 것이 감정이다. - P209

감정은 정보의 특정 흐름들을 선택하는 생리 활동을 통해서창조되는데 이 과정에서 몸과 마음은 상위 혹은 하위 활동 수준으로 전이되고 시나리오들을 창조하는 회로들은 교란되며 결국 특정한 방식으로 끝나는 회로들이 선택된다. 이 선택받은 시나리오들은 본능에 따라서 미리 프로그램된 목표들에 부합하는 시나리오들이며 이전 경험의 만족들이다. - P210

현재 경험과 기억은 마음과 몸의 상태를 연속적으로 교란시킨다. 그런 후 그 상태들은 사고와 행위를 통해서 원래 조건으로 되돌아가거나 새로운 시나리오들에 포함된 조건들을 향해 이동한다. 이 절차의 역동성은 감정의 기본 범주들을 지칭하는 단어ㅡ분노, 역겨움, 공포, 기쁨 그리고 놀람ㅡ들을 불러일으킨다. 각 범주의 내부는 다시 정도에 따라 세분되어 있는데 범주 간의 혼합으로 미묘한 감정들이 수없이 많이 만들어진다. 따라서 우리는 강한 감정, 약한 감정, 혼합된 감정 그리고 새로운 감정 등과 같이 여러 차원의 감정을 경험한다. - P210

감정의 자극과 안내가 없다면 합리적 사고는 느려지고 붕괴된다. 합리적 마음은 비이성적 마음의 위에 떠다니지 않는다. 그것은 순수이성이 아니다. 수학에서는 순수 정리들이 있지만 그 정리들을 발견하는 것은 순수한 사고가 아니다. - P210

신경생물학 이론과 공상 과학 소설의 ‘통속의 뇌‘ 이야기에서는 영양물로 가득 찬 통 속에 있는 그 기관(뇌)이 신체적인 장애로부터 분리되어 있어서 자유롭게 마음의 내적 우주를 탐험할 수 있게 되어 있다. 그러나 이런 생각은 실상과는 다르다. 뇌과학의 모든 증거는 오히려 그 반대를 이야기한다. - P210

휘몰아치는 감각의 중심에서 의식은 자기가 선택한 물리적 행동을 통해서 감정을 만족시킨다. - P210

시나리오 ㅡ미래를 추측하고 행동 과정을 선택하는 수단ㅡ 를 만들어 내고 분류하는 마음의 특화 영역이 바로 의식이다. 의식은 원격 통제소라기보다는 생리 작용을 조절하는 모든 신경 호르몬 회로들로 배선된 체계의 부분이다. - P210

의식은 역동적 안정 상태를 얻기 위해 행동하고 반응한다. 의식은 상황 변화에 민감한 방식으로 몸을 요동시킨다. 이는 기회에 대한 반응이며 몸의 복지를 위해서 필요한 것이다. 그리고 도전과 기회가 충족되면 의식은 몸을 원래 상태로 돌려놓는 일을 돕는다. - P211

마음과 몸의 호혜성은 다음과 같은 시나리오 속에서 시각화될 수 있다. ...(중략)... 당신이 밤에 황량한 거리를 배회하고 있다고 상상해 보라. 당신의 몽상은 뒤에서 접근하는 빠른 발소리 때문에 중단된다. 당신의 뇌는 금세 긴장하고 여러 가지 시나리오들을 생산한다. 무시하기, 가만히 있기, 돌아보기, 혹은 도망가기. 마지막 시나리오가 우세한 상황에서 당신이 행동을 한다고 하면 당신은 불이 켜져 있는 가게를 향해 달려갈 것이다. 잠시 후면 의식적 반응은 자동적인 생리변화를 촉발시킨다. 카테콜아민 호르몬 에피네프린(아드레날린)과 노르에피네프린은 부신 수질에서 방출되어 혈류 속으로 쏟아져 들어가고 몸의 모든 부분들로 이동하면서 기초 대사율을 높이고 간과 골근육에 있는 당원을 분해하여 에너지를 빠르게 공급해 주는 포도당으로 전환시킨다. 심장 박동이 빨라지고 허파의 세기관지(bronchioles)가 팽창하여 더 많은 공기를 들이마실 수 있게 되며 소화는 느려진다. 방광과 결장은 자신들의 내용물을 버리려고 준비하고 폭력 행위와 있을지도 모를 부상에 준비하도록 몸을 느슨하게 만들어 준다. - P211

위기 상황에서 시간은 느리게 간다. 몇 초가 몇 분처럼 느껴진다. 변화에서 생긴 신호들은 신경 섬유들과 혈류 속의 호르몬 농도를 통해서 뇌에 다시 중계된다. 몇 초가 더 지나면 몸과 뇌는 정확하게 프로그램된 방식으로 함께 전이된다. 변연계의 감정 회로가 켜지고 마음에 몰아치는 새로운 시나리오들은 공포로 채워지고 그 다음에는 대뇌 피질에 집중된 노여움이 밀려오며 당장 생존과 관계가 없는 다른 모든 사고는 차단된다. - P212

의식적 뇌로부터 안심하라는 신호를 제공받은 신체 공화국은 활동을 서서히 줄이며 원래의 진정 상태로 돌아가기 시작한다. - P212

신경과학자 안토니오 다마시오(Antonio R. Damasio)는 이러한 에피소드에서 전일론적으로 마음을 그려 내며 감정에 2개의 범주가 있다고 제안했다. 그중 하나는 선천적 혹은 본능적인 반응을 이끌어 내는 감정으로 일차 감정이라고 한다. - P212

일차 감정에는 특정한 기초 자극들에 대한 인식 외에는 의식적 활동이 거의 개입되지 않는다. 그것은 동물의 본능 행동을 연구하는 이들이 부르는 일종의 "해발인" 이다. 즉 이미 프로그램된 행동이 "해발" 하는 식으로 작동된다. 예를 들어 성적 유혹, 시끄러운 잡음, 커다란 물체의 갑작스러운 출현, 뱀이나 뱀 같은 모양을 한 기다란 물체의 꾸불거리는 움직임 등은 인간에게 일차 감정을 유발하는 자극들이다. 이 모든 자극이 심장마비와 연관되어 있다. - P212

일차 감정들은 인류의 척추동물 조상 때부터 시작되어 변화를 거의 겪지 않고 보존되어 온 형질들이다. 이것들은 변연계의 회로들을 통해서 활성화되는데 그 회로들 중에서 편도체가 통합 · 중계 중추의 역할을 하는 것처럼 보인다. - P212

반면 이차 감정들은 개인적인 삶의 사건들에서 유발된다. 옛 친구를 만나거나 사랑에 빠지거나 진급을 하거나 모욕감에 시달리는 것 등은 일차 감정의 변연 회로들을 발화시키기는 하지만 대뇌 피질에서 이뤄지는 최상의 통합 과정들이 개입된 후에라야 비로소 변연 회로들을 건드린다. 우리는 누가 친구인지 혹은 적인지를 알아야 하고 왜 그들이 그런 식으로 행동하는지도 알아야 한다. 이런 해석을 받아들이면 황제의 격노와 시인의 환희가 인간 이전의 영장류를 추동한 감정 장치가 문화적으로 세련된 방식으로 작동한 결과일 뿐임을 알게 된다. - P213

다마시오는 "땜장이 자연은 일차 감정과 이차 감정들을 표현하는 기제를 독립으로 만들지 않았기 때문에 이차 감정들은 일차 감정들의 감정 통로를 사용한다."라고 말한다. - P213

우리가 의미(meaning)라고 부르는 것은 심상(imagery)을 확장하고 감정을 개입시키며 확산되는 흥분을 통해서 창조된 신경망들 간의 연관이다. - P213

의사 결정(decision making)은 시나리오들 간의 경쟁적 선택을 지칭할 것이다. 승리한 시나리오는 그에 따른 감정의 종류와 강도를 결정한다. 감정의 일정 형태와 강도가 바로 기분(mood)이다. - P213

창조성(creativity)은 새로운 시나리오들을 생산하고 그중 가장 효과적인 것을 고르는 뇌의 능력이며 현실성과 생존 가치를 결여한 시나리오들을 계속적으로 만들어 내는 것이 망상(insanity)이다. - P213

"멀리서 들려오는 말로 표현할 수 없는 오보에의 소리, 극심한 고통으로 인한 몸부림, 행복의 불꽃, 무아지경의 명상과 같은 경험 등이 내(오스트레일리아 철학자 데이비드 차머스David Chalmers)가 의식이라고 부르는 것들이다. 이것이야말로 마음의 진짜 신비를 구성하는 현상들이다." - P215

뇌의 물리적 기능에 관한 지식으로부터 결코 연역될 수 없는 의식적 경험의 질(質)이 존재한다 - P215

어떤 물질적 기술이 주관적 경험을 설명할 수 있을까? - P215

우리는 전자기 에너지를 시각과 청각 같은 감각으로 번역할 수 있다. 우리는 꿀벌과 물고기의 감각 기관과 뇌를 정밀하게 검사해 봄으로써 그들의 신경 회로들의 활성화 패턴을 읽어 낼 수 있다. 하지만 우리는 결코 그들이 느끼는 바를 느낄 수는 없다. 상상력이 아주 풍부한 전문 관찰자라도 동물들과 동일한 방식으로 생각할 수 없는 노릇이다. - P216


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