스파이크

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

최근 뇌과학 관련 대중교양서적들이 꽤 많이 출간되고 있는 것을 볼 수 있는데, 이들의 공통점이라면 바로 'fMRI'라고 하는 뇌영상 촬영 기술의 발전이 큰 역할을 했다는 점이다. 뇌의 활동을 시각적으로 파악할 수 있게 되면서 뇌에 대한 인간의 이해가 이전에 비해 더 수월해졌고, 그에 따라 관련 연구 결과물도 그만큼 많이 나오는 것 같다. 마음이나 생각, 의식을 주제로 한 책들이 얼마나 많이 나왔는지 검색만 해봐도 바로 확인할 수 있다.

이번에 출간된 『스파이크』 역시 같은 영역을 다루는 책이긴 하지만, 한 가지 차이점이라면 fMRI만으로는 상세히 파악할 수 없는 신경세포, 즉 뉴런이 방출하는 ‘스파이크’의 이동 과정을 추적하고 있다는 점이다. ‘스파이크’란 뉴런들이 서로 소통하기 위해 만들어내는 전기 신호다. 인간의 신체가 제 기능을 하기 위해 미세한 전류가 흐른다는 사실은 어느 정도 알려져 있는 사실인데, 특히 우리 몸에서 가장 중요한 뇌 속 신경세포에서 전기 신호인 ‘스파이크’가 작동하는 2.1초의 순간을 낱낱이 밝혀나가는 과정은 신비로우면서도 흥미로운 여정에 동참하는 재미를 준다.

쿠키 하나를 집어먹기 위해 손을 뻗는 과정은 현실 세계에서는 매우 단순한 행위에 불과하지만, 이 행위가 성립하기 위해 뇌 속에서 벌어지는 일은 한 편의 대서사시를 방불케 한다. 우선 눈으로 쿠키를 본다. 그리고 먹고 싶은 생각이 든다. 주변에 방해 요소 여부를 확인한다. 손을 뻗는다. 이 행위들이 자연스럽게 연결되게 하기 위해 뇌 속에서 수십억 개의 전기 신호가 목적을 위해 연결되고 사라지고 합쳐지고 나누어지는 모습을 보고 있자니 이것을 연구한 뇌 과학자들의 인내심과 열정이 얼마나 대단한 것인지 생각하게 된다.

구체적으로 이 책은 시스템 신경과학이라는 연구 방식을 통해 뉴런의 집단 활동을 파악한다. 뉴런들의 집단 활동, 즉 연결 형태나 협업 방식을 탐구하는 것이다. 뇌를 구성하는 뉴런(뇌신경 세포)의 숫자가 무려 800억 개가 넘는다고 한다. 그중에서 이 책이 다루는 쿠키를 집어먹으려는 단 2.1초 간의 행위에 작동하는 뉴런의 전기 신호가 20억 번이라는 것이다.

특히 흥미로운 부분은 ‘암흑뉴런’이라 이름 붙여진 영역이다. 이는 천체물리학에서 말하는 우주의 대부분을 차지하고 있는 ‘암흑에너지’나 ‘암흑물질’을 연상하게 하는데, ‘암흑뉴런’에 대한 이 책의 설명을 보면 거의 비슷한 역할을 하는 것 같다. 즉 자세히 규명되진 않았지만 매우 중요한 역할을 하는 영역이라는 것이다. 우주의 많은 어두운 부분이 직관적으로는 공간의 낭비처럼 보이지만 결코 그렇지 않은 것과 같은 원리라고 볼 수 있다. 이 두 암흑 영역이 구체적으로 어떤 역할을 하는지 밝혀지는 시점이 비슷하지 않을까 하는 생각도 든다.

이 책의 내용이 다소 어렵긴 하지만 중간에 삽입된 그림 자료가 독자들의 이해를 돕고 있다. 저자의 설명을 읽고 금방 무슨 내용인지 모르더라도 그림을 통해 어떤 개념인지 직관적으로 알 수 있게 하려는 배려가 엿보인다. 그림을 보고 다시 글을 읽으면 좀 더 선명하게 내용을 파악할 수 있다는 것이 이 책의 특징이다.

의식이나 마음, 생각, 감각, 기억, 느낌 등은 인간의 자연스러운 생명 현상이지만, 기원이나 목적에 대한 것이 명확하게 밝혀진 바가 없어 인류 최대의 지적 난제이기도 하다. 하지만 과학 기술의 발전으로 조금씩 현상에 대한 설명이 쌓여가고 있다. 책에는 스파이크의 작용 과정에서 볼 수 있는 프랙털 개념도 소개되고 있는데, 이런 자기복제적 특징이 우주와 인간을 한 맥락으로 연결하는 것으로도 생각되어 더 신비롭기만 하다.

* 네이버 「리뷰어스 클럽」 카페 이벤트를 통해 출판사로부터 책을 무상으로 제공받아 읽고 쓴 서평입니다.