스파이크 : 뇌를 누비는 2.1초 동안의 파란만장한 여행

스파이크 - 뇌를 누비는 2.1초 동안의 파란만장한 여행
마크 험프리스 지음, 전대호 옮김 / 해나무 / 2022년 6월

나는 뇌과학자들이 참 대단하다고 생각한다. 눈에 잘 보이지 않는 뇌와 신경이라는 분야를 연구해서 무언가를 발견해 낸다는 것은 정말 신비에 가깝다. 세계적인 천재라는 아인슈타인도 뇌의 20%도 사용하지 못했다고 하니 뇌는 얼마나 위대한 기관인가?

언젠가 영화에서 뇌의 100%를 사용하게 되면 어떻게 되는지를 보여준 적이 있다. 우주 시공간을 초월한 거의 신적인 존재가 되는 것으로 묘사하는 것이 지나치다 생각했는데 이 책을 읽다보면 가능한 상상일지도 모른다. 무식한 것이 용감하다고 전혀 모르는 분야는 무조건 부정하는 식의 태도는 문제가 있다.

우리는 아날로그 시대에서 디지털 시대로 이행하는 과정에서 많은 변화을 겪고 있다. 아날로그는 눈에 보이는 것들이라 하면 디지털은 신호로 바꾸어 주는 것과 같다. 저자는 뇌에서 스파이크가 이런 역할을 한다고 말한다.

뉴런은 근처 뉴런들로부터 자극을 받으면 가지돌기를 통해 아날로그 신호를 발생시켜 세포체로 전달하고, 그 크기가 역치값을 넘으면 다시 펄스 형태의 신호를 만들어낸다. 이것이 바로 '스파이크'다. 축삭돌기를 따라 전송되는 스파이크는 시냅스를 통해 다음 신경세포에 아날로그 신호를 만들어내는 데 기여한다.

결국 뇌란 아날로그 신호를 스파이크 형태의 디지털 신호로 바꾸고 그것을 다시 아날로그 신호로 바꾸면서 '정신'이라는 놀라운 현상을 만들어내는 뉴런들의 복잡한 네트워크다.

책의 내용을 간단히 요약하면 위와 같다. 저자는 뇌의 전체적인 내용을 큰 그림으로 접근하기보다 뇌활동의 가장 기본 단위인 스파이크의 관점에서 뇌를 다루고 있다. 스파이크는 개수와 타이밍에 따라 뇌가 감각정보를 부호화하는 방식이 다르다.

저자는 뇌 속에서 전압 펄스가 작용하는 것을 '자발적 스파이크'로 설명한다. 우리 뇌의 대부분의 영역에서는 외부 감각의 입력과 무관하게 자발적 스파이크가 발생한다. 저자는 이런 자발적 스파이크를 '예측'이라고 말한다. 미리 우리에게 닥칠 환경을 예측함으로써 생존의 가능성을 높이는 것이다.

저자의 결론은 자발적 스파이크가 결국은 우리 자신이라는 것이다. 자발적 스파이크는 예측 신호 스파이크를 계속 방출한다. 우리는 항상 예측하기 때문에 그에 따라 행동하고 선택할 수 있다고 말한다. 인간을 생각하는 존재로 만들어주는 바탕에는 신경세포가 스스로 생성하는 스파이크가 있다.

뇌신경과학자들이 보면 너무나 좋아할만한 내용인 것 같다. 사실 뇌과학에 관심은 있지만 최근 과학적 이슈를 자세하게 다룬 이 책은 조금은 어렵다. 지금까지 내가 읽어본 뇌과학 서적과는 전혀 다른 내용이다. 스파이크에 초점을 두고 이것이 인간의 정신을 만들어내는 핵심이라고 주장한다.

뇌의 기본적인 특징부터 '스파이크'라는 놀라운 기제까지 세밀하게 다룬다. 기존에 보편적인 뇌과학을 공부하면서 좀더 자세한 정보에 목말라 있는 사람이라면 충분히 그 갈증을 해소할 수 있으리라 생각한다.

뇌과학에 전문가는 아니지만 한국을 대표하는 뇌과학자 2명의 극찬에 가까운 추천사를 읽고 나니 곁에 두고 이해될 때까지 읽어보고 싶은 마음이 절로 든다. 얼마나 더 연구해야 뇌의 비밀을 풀 수 있을지는 몰라도 이런 연구가 지속되면 금방일 것 같다. 뇌가 섹시해지는 책이다.

* 출판사로부터 책을 제공받아 감사하게 읽고 주관적인 의견을 적었습니다.