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이토록 뜻밖의 뇌과학/ 아주 짧은 진화학 수업

뇌는 생각하기 위해 있는게 아니다.

에너지 효율은 일종의 예산이라고 생각하면 이해하기 쉽다. 재무예산은 돈이 들어오고 나가는 것을 파악한다. 당신의 몸을 위한 예산 역시 이와 비슷하게 수분, 염분, 포도당과 같은 자원들을 얼마나 얻거나 잃었는지 파악한다.
수영이나 달리기처럼 에너지를 소비하는 행위는 당신의 계좌에서 자원을 인출해가는 것과 같다. 먹거나 자는 것처럼 에너지를 보충하는 행위는 예금하는 것과 같다.
이는 단순화한 설명이지만 몸을 운영하려면 생물학적 자원이 필요하다는 핵심 개념을 잘 담아내고 있다.
당신이 취하는 —또는 취하지 않는— 모든 행위는 경제적 선택이다. 당신의 뇌는 생물학적 자원들을 언제 써야 하고 언제 저축해야 하는지 늘 헤아리고 있다.
(결국 생명이란 에너지를 관리하는 시스템인 것이다. 경제학이 취해야 할 방향도 이것이라고 생각 함)
재무예산을 잘 관리하는 가장 좋은 방법은 돌발 사태를 피하는 것이다. 돈이 필요할 때를 예상해서 자원을 미리 확보해두는 것이다. 신체예산(body budget)도 이와 마찬가지다.
캄브리아기 작은 생물들이 배고픈 포식자가 가까이 다가왔을 때 살아남으려면 에너지 효율이 높은 방법이 필요했다.
신체 예산에 관한 예측(prediction)은 늘 반응(reaction)을 앞지른다. 포식자의 공격에 앞서 움직일 준비를 한 생물들은 포식자가 덮치기를 기다린 생물보다 생존 가능성이 더 크다.
대체로 예측이 적중했거나 치명적이지 않은 실수를 하고 그것으로부터 뭔가를 배운 생물은 잘 살아남았다.
반면 빈번하게 예측이 어긋나거나 위협을 피하지 못하거나 결국 나타나지 않은 위협에 대해 거짓경보(false alarm)를 반복한 생물들은 그리 잘 살아남지 못했다.
이런 신체예산을 과학에서는 알로스타시스(allostasis)라고 한다. 알로스타시스란 몸에서 뭔가 필요할 때 충족시킬 수 있도록 자동으로 예측하고 대비하는 것을 뜻한다.
캄브리아기의 생물들은 온종일 감지하고 움직임으로써 자원을 얻거나 썼으므로 대부분의 시간 동안 알로스타시스가 신체 시스템의 균형을 잡아주었다. 써버린 자원을 제때 보충하려면 뒤로 물러나 있는 것도 좋은 방법이었다.
동물들은 몸의 미래에 필요한 것들을 어떻게 예측했을까? 가장 좋은 정보원은 자신들의 과거, 곧 이전에 비슷한 상황에 처했을 때 했던 행위들에 있다.
과거 행위가 성공적으로 위협을 피하게 해주거나 맛있는 음식을 먹게 해주는 등 보상을 가져다 주었다면 그들은 그 행위를 반복하려 할 것이다. 인간을 포함해 모든 종류의 동물들은 자기 몸을 어떤 행위에 대비시킬 때 어떤 식으로든 과거 경험을 떠올린다.
예측은 이처럼 유용한 역량이어서 단세포 생물조차도 자신의 행위를 예측하여 계획한다.
움직이려면 예산에서 에너지를 꺼내 써야 한다. 경제성 측면에서 그 움직임은 '노력할 만한 가치가 있어야' 한다. 그것이 예측이다. 과거 경험에 근거해 새로운 행위를 몸에 준비시키는 것이다.
여기서 나는 숙고해서 장단점을 따지는 의식적 의사결정을 말하는 것이 아니다. 일련의 특정한 움직임을 예측하고 일으키기 위해서는 생물 내부에서 반드시 무언가가 일어난다는 사실을 말하려는 것이다. 그 무언가가 가치를 결정한다. 어떤 움직임의 가치는 알로스타시스에 따른 신체예산과 밀접하게 관련이 있다.
고대의 동물들은 더 크고 더 복잡한 몸으로 진화를 계속해왔다. 이는 몸 내부도 더 정교해졌다는 것을 의미한다.
막대기에 붙은 작은 위장에 불과했던 활유어에게는 몸을 조절할 수 있는 신체 시스템이 거의 존재하지 않았다. 물속에서 몸을 곧게 유지하고 원시적인 형태의 장으로 음식을 소화하는데는 세포 몇 개면 충분했다.
하지만 새로이 등장한 동물들은 피를 뿜어내는 심장과 심혈관계, 산소를 들이마시고 내뿜는 호흡계, 감염에 대처할 수 있도록 적응성이 높은 면역계를 비롯한 복잡한 내부 체계들을 발달 시켰다.
이러한 체계들은 신체 예산 프로세스를 훨씬 더 어렵게 만들었다. 은행계좌 하나로는 감당할 수 없어 제법 큰 기업의 회계부서가 필요해진 것이다.
이 복잡한 신체들은 이제 시포 몇 개만으로는 충분치 않았다. 몸을 효율적으로 운영하려면 수분과 혈액, 염분과 산소, 포도당과 코르티솔, 성호르몬과 기타 수많은 자원을 모두 조절할 수 있는 뭔가가 필요했다.
한 마디로 그들에게는 지휘본부가 필요했다. 바로 '뇌'다.
간단히 말해 당신의 뇌가 하는 가장 중요한 일은 생각하는 것이 아니다. 작은 벌레에서 진화해 아주아주 복잡해진 신체를 운영하는 것이다.
당신이 지금 이 책을 읽고 이해할 수 있듯이, 우리 뇌는 생각하고 느끼고 상상하며 수백 가지 경험을 만들어낸다. 하지만 이 모든 정신적 활동은 신체예산을 잘 관리해서 당신을 살아 있게 한다는 뇌의 핵심 임무가 낳은 결과물이다.
기억에서 환각까지 황홀감에서 수치심에 이르기까지 당신의 뇌가 만들어내는 모든 것은 이러한 임무의 일부다.
때때로 눈앞의 프로젝트를 마치기 위해 밤늦게까지 커피를 마시며 앉아 있어야 할 때처럼 내일 갚아야 할 에너지를 오늘 빌려 써야 하는 알이면 당신의 뇌는 단기적으로 예산을 운영하기도 한다.
반면 수학이나 목공과 같은 어려운 기술을 몇 년에 걸쳐 배우는 것처럼 지속적인 투자가 필요하지만 궁극적으로 생존과 번영에 도움이 되는 일을 할 때면 당신의 뇌는 장기적으로 예산을 운영한다.