뇌해부학(brain anatomy)에서도 안 알려주는 인간 뇌(human brain) VS 동물 뇌(animal brain)

김형욱의 칼럼언어

 인체의 구조(structure)와 기능(function)에 있어, 뇌(brain)에 대한 영역이 가장 도달하기 어려운 영역입니다. 이것은 너무 많은 변화가 동시다발적으로 진행되며, 동시에 인체의 조절(control)과 통합(integration)을 위한 복잡한 체계가 이루어지는 장소이기 때문일 것입니다. 확신컨대, 인류는 아무리 시간이 흐르더라도 뇌(brain)에 대한 부분만큼은 다른 신체 영역에 비해서 무언가 밝혀낼 수 있는 여지에 대해 계속해서 한계를 지닐 것입니다.
 하지만 이를 조금이라도 유추하고 이해 가능하게 만드는 것은, 우리 인간 뇌(human brain)와 인간 아닌 뇌(non-human brain)를 비교 분석하는 것입니다. 이전에 다른 글에서도 이야기해왔지만, 본래 해부학(anatomy)이라는 것은 특정한 단일한 대상을 부각시키기 위해 존재하는 학문입니다. 그러니 이러한 학문적 특징에 준수하여 인간(human)을 이해하고자 할 때에는, 인간 아닌 구조(structure)와 기능(function)을 들여다보는 것이 대단히 큰 도움이 될 수밖에 없습니다. 오늘은 전문가들에게도 가장 어려운 존재로 알려져 있는 뇌(brain)에 대해서, 위와 같은 방식으로 접근할까 합니다.

 

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 움직이는 것(movement)들은 뇌(brain)가 있다.

 생명하고 있는 모든 존재들은 뇌(brain)가 있을까요? 아마 이런 생각에 대해서 단 한 번도 해본 적 없을 겁니다. 인간(human)은 단순히 살아있음과 죽음에 대해 양분할 수 있는 사고는 지니고 있지만, 그리고 그것에 대해서 일말의 철학적인 생각은 시도해보곤 하지만, 그보다 원초적인 상태라고 할 수 있는 구조적인 영역(structural area)에 대해서는 상대적으로 사고하지 않습니다.
 이제는 앞으로 이렇게 생각하면 됩니다. 움직이는 모든 것(movement)들은 뇌(brain)가 있다고 말입니다. 하지만 이것은 능동적인 상태(active condition)로 움직일 수 있는 존재(movement)를 의미합니다. 그러니까 수동적으로만 움직일 수 있는 존재(passive movement)가 있다면, 그 존재는 뇌(brain)가 있을 수도 있고 없을 수도 있습니다. 이러한 존재들은 비록 뇌(brain)는 지니지 못한다 할지라도, 신경(nerve)의 기본단위(base unit)라고 할 수 있는 뉴런(neuron)은 지니고 있을 수 있습니다. 그래야만 반사적인 움직임(reflective movement)을 발휘할 수 있기 때문입니다. (인간(human)에게 있어 척수반사(spinal reflex)로 알려져 있는 무조건반사(inconditioned reflex)와 같은 반사적인 움직임(reflective movement))

운동전문가를 위한 뉴런(neuron) 신경세포(nerve cell)의 이해

 인간 뇌(human brain)와 동물 뇌(animal brain)의 크기(size)

 다른 건 몰라도 침팬지의 뇌(chimpanzee brain)는 인간의 뇌(human brain)가 거의 비슷하다는 이야기는 들어봤을 겁니다. 물론, 왜 비슷하다는 이야기가 존재하는지에 대해서는 아래에 서술될 글들을 통해서 알게 되겠지만, 어쨌든지 간에 적어도 이런 영장류(primates)에게는 뇌(brain)가 존재하고 있음은 이미 잘 알고 있습니다.
 그리고 돌고래(dolphin)도 뇌(brain)가 있음을 들어봤을 겁니다. 심지어 돌고래(dolphin)의 지능(intelligence)은 다른 동물(annimal)들에 비해 높다는 것도 들어봤을 겁니다. 이런 돌고래의 뇌(dolphin brain)를 인간의 뇌(human brain)와 비교했을 때, 단순히 크기(size)만 보자면 돌고래의 뇌(dolphin brain)가 훨씬 더 비대합니다. 하지만 돌고래(dolphin)가 인간(human)만큼 똑똑하지는 않습니다. 이것으로 알 수 있는 것은 단순히 크기(size)적인 차이만 가지고 지능(intelligence)이 무조건적으로 비례되지 않음을 알 수 있습니다. 그렇다면 지능(intelligence)에 영향을 미치는 것은 무엇일까요?

 뇌(brain)의 크기(size)와 지능(intelligence)의 정도는 어떤 관계일까?

  방금 뇌(brain)가 크다고 해서 무조건적으로 지능(intelligence)이 높음이 아님을 이야기했습니다. 그 예로, 우리 인간(human)과 돌고래(dolphin)를 들었습니다. 하지만 예민한 사람이라면 이렇게 생각할 수 있을 겁니다. 인간(human)과 돌고래(dolphin)는 육체적인 부피(volume)와 무게(weight)가 다르다고 말입니다. 그러니까 이런 전신적인 볼륨(volume)을 고려했을 때, 뇌(brain)가 차지하는 비율(ratio)에 따라 달리 계산되어야 하고, 또 나아가서는 뇌(brain)가 차지하고 있는 비율(ratio)이 높을수록 지능(intelligence)이 높음으로 여길 수도 있다고 말입니다.
 하지만 이 부분에 대해서도 그렇지 않습니다. 인간(human)이든, 돌고래(dolphin)든, 또 다른 뇌(brain)를 지닌 생명체든 상관없이, 몸의 질량(body mass) 대비 뇌의 질량(brain mass)을 비교했을 때, 인간(human)만이 그렇게 뇌(brain)의 비율(ratio)이 높은 것은 아닙니다. 결국, 인간이 지닌 뇌(human brain)의 크기(size)와 비율(ratio)적인 정도는 다른 생명체에 비해서 우월하다고 볼 수 없습니다.

 뇌의 영역(brain area)에 따라 기능(function)이 다르다.

 뇌(brain)는 뇌(brain)의 전체 부분을 통합(integration)적으로 지칭하는 표현이지만, 뇌(brain)에 대해서도 세부적인 영역들이 존재합니다. 넓게는 대뇌(cerebrum)에서부터 소뇌(cerecellum)까지, 좁게는 해마(hippocampus)에서부터 편도체(amygdala)까지, 뇌(brain)는 그 기능(function)이 다양한 만큼 그 구조(structure)를 깊숙이 따지고 들어갔을 때에는 무한한 영역이라고 표현해도 무방할 만큼, 아주 섬세하고 복잡한 구조(complex structure)로 구성되어있습니다.
 중요한 것은 이러한 뇌의 각 영역(brain area)마다 그 기능(function)이 상이하다는 것이고, 그보다 더 중요한 것은 뇌의 각 영역(brain area)들이 자신만의 고유 기능(function)을 발휘하기 위해 특정한 방향으로 각각의 구조(structure)가 발달(development)해간다는 사실입니다. 이것은 뇌해부학(brain anatomy)에 있어 대단히 중요한 사실입니다. 비록 뇌해부학(brain anatomy)에서는 구조적으로 어떤 기능(structural function)을 발휘하는지에 대해서만 강조하는 편이지만, 그 이전에 발달학(developmental science)적인 측면에서, 그리고 인간(human)과 인간(human) 아닌 존재 사이에서의 뇌(brain)를 이해하는 데에 중요한 정보가 될 수 있는 사항입니다.

 뇌의 발달(brain development)은 환경 적응(environment adaptation)의 결과다.

 적응(adaptation), 그리고 진화(evolution)와 같은 표현들은 환경(environment)이 변화됨에 따라 그 개체가 살아남을 확률이 보다 더 높은 방향으로, 그러니까 환경(environment)에 따라 발전의 단계(progress stage)가 좌우된다는 것을 의미합니다. 앞서 우리는 인간 뇌(human brain)의 크기(size)나 비율(ratio)적인 정도가 다른 생명체에 비해 우월하지 않다는 것을 배웠습니다. 그런데 방금 언급한 이야기를 통해서 우리 인간의 뇌(human brain)도 인간(human)이 더 잘 살아남기 위한 방향으로 발달되었음을 알 수 있습니다. 다시 말해, 인간의 뇌(human brain)가 다른 동물(animal)에 비해 특정한 뇌의 영역(brain area)의 발달(development) 정도가 다르다면, 우리는 이것을 통해서 뇌(brain)가 어떤 방식과 방향으로 어떤 기능(function)을 더 잘 발휘해야 할 수밖에 없는지에 대해서 짐작할 수 있다는 것입니다. 이것을 두고 저는 이렇게 표현합니다. 뇌(brain)는 인간(human)을 포함하여 다른 생명체에 있어, 그 절대적인 크기(size)나 비율이 우월한 지위에 영향을 주는 것이 아니라, 지구상의 환경(environment)이 생명체의 진화(evolution)를 가늠할 수 있는 척도가 된다고 말입니다.

 인간의 뇌(human brain)는 자연계(natural world)의 맥락에 존재한다.

 물론 우리 인류의 뇌(humanity brain)는 원숭이과(monkey)에 속하는 동물(animal)보다 조금 더 발달(development)하기는 했습니다. 그러나 고대 인류(humanity)과와 비교했을 때 네안데르탈(Neanderthaler)(우리보다 육체와 뇌(brain) 모두가 훨씬 컸던 고대 인류(humanity))은 없어지고 우리가 살아남은 것은, 우리가 지구상의 환경(environment)에 적응(adaptation)하고 살아남기에 더 적합했기 때문입니다. 이러한 차원에서 인간 뇌(human brain)의 발달(development)은 더 힘이 세거나 똑똑한 방식으로 진행된 것이 아닌, 자연계(natural world)의 맥락에서 존재하기 위한 방식으로 진행된 것입니다.

 뇌해부학(brain anatomy)적인 감각 영역(sensory area)에 따른 인간 뇌(human brain)

 뇌(brin)에는 (일차 시각 영역(primary visual area) 등을 포함한) 일차 감각 영역(primary sensory area)과 이차 감각 영역(secondary sensory area)이 존재합니다. 이것은 얼마나 원초적이고 본능적인지에 대한 감각 영역(sensory area)과, 후천적으로 자극과 반응(acquired stimulation & reaction)의 역할을 발휘하기 위해 발달(development)되는 감각 영역(sensory area)이라고 할 수 있습니다.
 인간 뇌(human brain)와 동물 뇌(animal brain)를 뇌해부학(anatomy)적으로 살펴봤을 때, 둘 모두의 뇌의 영역(brain area)에서 일차 감각 영역(primary sensory area)은 그렇게 큰 차이가 없습니다. 다만 이들 간에는 이차 감각 영역(secondary sensory area)이 명확하게 다른 차이점이 관찰됩니다. 인간 뇌(human brain)가 동물 뇌(animal brain)에 비해서 이차 감각 영역(secondary sensory area)이 두드러지게 발달(development)된 것입니다. 이것은 새롭게 주입된 정보(information)를 해석(interpretation)하고 연결(link)하는 곳이 더 잘 발달(development)된 것이고, 그럼으로 인해서 인간(human)이 다른 동물(animal)들에 비해 도구(tool)를 더 잘 활용할 수 있게 된 근본적인 원인이라고 할 수 있습니다. 그러니까 이것이 우리가 손(hand)을 보다 더 자유롭게 활용하고, 또 손(hand)을 이용하여 다양한 도구적인 활동을 할 수 있게 된 근본적인 원인이 되는 것입니다.
 결과적으로 이차 감각 영역(secondary sensory area)의 발달은 얼마나 더 예민한 동작을 할 수 있는지에 대한 여부의 척도입니다. 손(hand)을 더 잘 쓰면 잘 쓸수록, 이차 감각 영역(secondary sensory area)은 그만큼 비례적으로 발달(development)되고, 이것은 당연히 그만큼 손(hand)을 조절(control)할 수 있고 통제할 수 있는 능력(control ability)이 향상된다는 사실을 반영합니다.

 인간의 잡생각(trivial thoughts)도 고유한 뇌 발달(brain development)의 결과

 사람이면 누구나 생각을 합니다. 그리고 누구나 많은 생각을 할 수 있고, 심지어는 심하다 싶을 정도로 잡생각(trivial thoughts) 따위를 많이 하기도 합니다. 이것 역시 고유한 뇌 발달(brain development)의 결과로 가능해진 결과물입니다.
 앞서 인간 뇌(human brain)는 동물 뇌(animal brain)에 비해서 뇌해부학(anatomy)적으로 일차 감각 영역(primary sensory area)보다 이차 감각 영역(secondary sensory area)에서 더욱 두드러진 발달 형태(development form)가 관찰됨을 이야기했습니다. 그러니까 인간 뇌(human brain)는 상대적으로 일차 감각 영역(primary sensory area)에 비해 이차 감각 영역(secondary sensory area)이 압도적으로 발달(brain development)되는 형태로 지구상에 적응(adaptation)하고 진화(evolution)된 생명체라고 할 수 있습니다. 이러한 이차 감각 영역(secondary sensory area)은 인간(human)이 손(hand)을 더 잘 활용할 수 있게 하고, 또한 입(mouth)으로 다양한 소리(sound)를 내거나 언어적인 화술(language) 등을 가능하게 만들기도 했지만, 동시에 많은 부가적인 생각들도 가능케 만들었습니다. 그로 인해 우리 인류(humanity)는 결과적으로 잡생각을 많이 할 수밖에 없습니다. 이 모든 것인 뇌(brain)에 대해서 이차 감각 영역(secondary sensory area)이 두드러지게 발달(development)된 결과물입니다.

 그 잡생각(trivial thoughts)들이 지금의 인류(humanity)를 만들었다.

 잡생각(trivial thoughts)이 단순히 쓸모없는 생각처럼 여겨질지 몰라도, 따지고 보면 그러한 잡생각(trivial thoughts)들이 지금의 인류(humanity)를 만들었다고 표현해도 과언이 아닙니다. 인류(humanity)가 지금까지 일구어낸 혁명이며, 기술이며, 과학이며 하는 것들은 (환경적이고 인도적인 문제를 일으키는 경우도 있지만), 결과적으로 과거에는 좀처럼 상상할 수 없는 일들까지 현실적으로 구현해냈습니다. 그리고 이렇게 인간(human)만이 뇌의 영역(brain area)을 알고 있고 연구할 수 있는 이유 또한 이러한 뇌(brain)의 이차 감각 영역(secondary sensory area)의 발달(development)로 인한 잡생각 때문이었습니다.

 뇌(brain)를 알면 알게 되는 것

 어찌 됐든 이렇게 뇌해부학(brain anatomy)적으로 인간 뇌(human brain)와 동물 뇌(animal brain)를 비교했을 때, 이번 글에서는 단순히 뇌(brain)의 이차 감각 영역(secondary sensory area)에 대해서, 그리고 그 예로 잡생각(trivial thoughts)을 이야기했지만, 이 모든 결과물은 계속해서 강조한 것처럼 자연계(natural world)의 맥락 속에 최적으로 존재하기 위함 때문이었고, 이러한 과정은 지금도 미래에도 계속될 겁니다. 따라서 이러한 측면에서 우리 인류(humanity)는 계속해서 뇌(brain)를 연구하고 들여다봐야 합니다. 그래야만 우리 인류(humanity)가 지구상에 있어 어떤 방식으로 계속해서 존재해나갈 것인지, 그리고 이 자연계(natural world)에 존재하고 있는 인간(human)이 어떠한 방식으로 자연계(natural world)에서 살아갈 것인지에 대한 궁극적인 힌트를 제공해줄 것이기 때문입니다.

 

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김형욱이 읽어주는 '뇌해부학(brain anatomy)에서도 안 알려주는 인간 뇌(human brain) VS 동물 뇌(animal brain)'

 해부학(anatomy)에 이는 이미 뇌(brain)가 포함되어있어야 하고, 그리고 인간 아닌 생명체(non-human)도 포함되어있어야 합니다. 그것이 진짜 해부학(anatomy)입니다. 인간의 구조(human structure)를 제대로 알기 위해서는 단일한 구조(structure)만 들여다볼 것이 아니라, 인간의 구조(human structure)를 이루고 있는 전부를 들여다봐야만 나머지 구조(structure)에 대해서도 더 잘 이해할 수 있습니다. 또한 인간의 구조(human structure)만 보는 것은 비교의 대상이 없습니다. 이것을 충족시키기 위해서는 인간 아닌 존재의 구조(structure)에 대한 이해가 필요합니다. 이와 같은 전반적인 넓은 맥락에서의 사고가 이루어졌을 때, 인간(human)이라는 개체에 대해서 더 명확하고 더 심도 있게 이해할 수 있게 되는 것입니다.
 특히나 이번 글에서 제시했던 내용과 같이, 뇌의 구조와 기능(brain structure & function)을 보고 있자면 다른 어떠한 구조(structure)보다 더 흥미롭게 여겨집니다. 처음 밝혔던 것처럼 뇌(brain)는 여느 것들보다 이해하기에 더욱 복잡하고 어려운 구조(structure)물이기 때문입니다.
 해부학(anatomy)을 뇌(brain)까지 나아가세요. 그리고 그것을 인간 아닌 존재(non-human)에서도 들여다보도록 하세요.

 

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