우리는 각자의 세계가 된다

가능성의 세계는 이미 우리 안에 있다
불완전한 뇌가 최적화의 지도를 그리는 방법

인간은 완전한 신진대사 기관을 갖추고 세상에 태어난다. 하지만 신체와 다르게 인간의 뇌는 프로그램된 채로 태어나는 것이 아니라 세상과 상호작용을 주고받으며 신경회로를 다듬는다. 뇌의 지도는 그려져 있는 것이 아니라 살면서 겪는 경험들로 하나씩 완성되는 것이다. 가능성으로 가득한 세계를 따라 걸으며 우리는 많은 질문과 만날 것이다. 팔 한쪽이 없는 사람이 어떻게 세계 최고의 궁사가 되었을까? 우리는 왜 자면서 꿈을 꾸고 꿈은 행성의 자전과 무슨 상관인가? 기억의 적은 세월이 아니라 다른 기억 때문이라고 하는데 그 이유는? 눈이 보이지 않는 사람은 왜 촉각과 청각처럼 다른 감각이 더 잘 발달했을까? 서번트 증후군이 있는 아이들이 루빅큐브는 맞추면서 친구와 정상적인 대화를 나누지 못하는 이유는 무엇일까? 뇌가 반쪽인 아이가 세상을 살아갈 수 있을까?
저자 데이비드 이글먼이 이 책에서 이야기하고자 하는 바는 한마디로 뇌의 무한한 가능성이다. 뇌 가소성은 신경학계에서 많이 쓰이는 말로, 이글먼은 플라스틱처럼 한번 형태가 잡히면 영원히 유지된다는 뇌 가소성이라는 용어에 한계를 느끼고 여기서 한 걸음 더 확장된 개념으로 '생후배선livewired'을 제시한다. 평생에 걸쳐 스스로를 바꿔나가는 뇌의 무한한 가능성을 한층 더 깊이 있게 들여다본 것으로, 바로 이 지점이 이 책의 차별점이다. '뇌에는 종점이 없다.'
《우리는 각자의 세상이 된다》는 한마디로 인간의 무한한 가능성의 세계를 계속해서 증명하는 과정이다. 우리 뇌가 끊임없이 회로를 바꾸는 모습을 실제 삶과 미래에까지 연결 지어 제시하는 이 책은, 신경회로의 재편으로 뇌가 최적화의 길을 찾기만 한다면 이 원리를 그대로 우리 미래 기술에 적용하는 것도 가능하다고 제시한다. 아마추어의 뇌는 정신없이 돌아가는 반면, 전문가의 뇌는 놀라울 정도로 잠잠한 이유가 바로 뇌의 최적화와 관련돼 있다. 전문가의 뇌는 이미 특화된 신경회로를 갖추고 있어 많은 생각을 할 필요가 없다.

뇌의 지도는 미리 그려져 있지 않다

뇌가 반쪽인 아이가 세상을 살아갈 수 있을까? 매슈는 희귀한 만성 염증성 질환을 진단받고 여섯 살에 뇌의 절반을 제거하는 반구절제술을 받았다. 수술 직후에는 몸을 제어하지 못했지만 물리치료와 언어치료를 받은 결과 매슈는 서서히 회복했고 나이에 맞는 발달단계로 돌아왔다. 어른이 된 지금, 오른손을 잘 쓰지 못하고 다리를 살짝 절기는 하지만 이를 제외하곤 평범하게 일상생활을 영위하고 있다. 그를 처음 보는 사람은 그의 뇌에 반구 하나가 없다는 사실을 짐작도 못한다.
뇌 한쪽이 없이 태어난 앨리스의 사례도 있다. 앨리스는 태어날 때부터 뇌의 좌반구밖에 없었는데, 왼손을 섬세하게 쓰지 못하는 것 외에 시력도 정상이고 별다른 이상이 없었다. 보통 두 반구에 걸쳐 분포돼 있는 신경회로가 어떻게 연결된 건지 알아보니, 왼쪽과 오른쪽에서 뻗은 섬유들이 모두 좌반구로 연결되어 있었다. 두 경우 모두 놀라운 뇌의 생후배선 능력으로 절반밖에 안 되는 뇌가 남은 기능을 모두 처리한 것이다. 이 점이 바로 뇌가 컴퓨터와 다른 지점이다. 스마트폰에서 전자장치를 절반 잘라낸다면 작동이 불가할 테지만, 우리 뇌는 절반의 뇌가 회로를 재편해 스스로 부족한 기능을 보충할 수 있다.
또한 새로운 뇌의 지도를 그리는 데 가장 중요한 것은 경험과 주변 환경이다. 아인슈타인과 비슷한 유전자를 가지고 태어난다고 모두가 아인슈타인이 되는 것이 아니듯, 뇌가 올바르게 발달하려면 좋은 환경이 필요하다. 뇌가 발달하려면 적당한 시기에 적절한 정보가 제공되어야 한다. 어린 시절 제대로 된 부모의 돌봄을 받지 못하고 고립되어 사회적 결핍을 겪은 이들의 뇌는 정상적인 발달경로에서 탈선한다. 아주 빠르게 문이 닫혀버리는 이 시기를 놓치면, 문을 다시 열기가 어렵거나 불가능하다.

생후배선으로 미래를 그리는 방법

흔히 알고 있는 것처럼 시각장애인은 청각에 뛰어나다. 감각 하나가 사라지면 다른 감각은 재빠르게 그 자리를 차지한다. 더 놀라운 것은 이러한 신경 재배치의 속도가 매우 빠르다는 점이다. 뇌는 차분한 듯 보이지만 그 안에는 더 넓은 영역을 차지하기 위한 경쟁이 벌어지고 있다. 이에 힘입어 이글먼은 아주 재미있는 가설을 하나 내놓는다. 바로 우리가 꿈을 꾸는 이유다. 밤이 되면 시각은 어둠 속에 던져진다. 시각을 제외한 촉각, 청각, 미각, 후각에는 영향이 없다. 그 결과 시각 피질은 매일 밤 다른 감각들에 점령당할 위험에 처하고, 자신의 영토를 뺏기지 않기 위해 의식적으로 렘수면 중 시각을 사용하고자 꿈을 꾸게 되었다는 것이다. 영역 재배치와 그 속도를 생각하면 그럴듯한 가설이다. 그렇다면 피질이 그만큼 유연하다면 과연 그 한계는 어디인가? 우리는 이를 미래에 어떤 식으로 적용할 수 있을까?
그 핵심은 '감각 대체'에 있다. 청각에 문제가 있다면 청각 시스템을 어떻게 고칠지 연구하는 게 일반적이다. 데이비드 이글먼은 생각을 조금 달리해 생후배선의 시각에서 감각 대체 방법을 연구했다. 예를 들어 청각장애인이 청각이 아니라 촉각으로 세계를 파악하게 한다는 발상으로 주위의 소리를 포착해 피부에 부착된 진동 모터로 느낄 수 있게 하는 조끼와 손목 밴드 등을 발명한 것이다. 이런 모든 기술의 핵심은 뇌의 유연성이다. 인간이 만든 컴퓨터 장치만 있다면 뇌는 역동적으로 스스로 재편할 수 있다. 이를 통해 우리는 뇌에 새로운 능력을 부여할 수 있다.

삶의 짜릿함은
우리가 어떤 사람이 되어가는 중인가에 있다

그렇다면 뇌 발달에 나이가 정말 중요한 걸까? 나이는 중요하다. 날 때부터 앞을 보지 못하는 사람의 시각 피질은 다른 감각에 완전히 점령당한다. 다섯 살에 시각을 잃었다면 점령 범위가 덜하고, 열 살 이후라면 점령된 범위가 훨씬 더 작다. 뇌가 나이를 먹을수록 유연성이 떨어져 재배치가 어려워지는 탓이다.
그렇다고 절망할 필요는 없다. 이런 삶의 궤적들은 중요한 사실 하나를 알려준다. 아기는 가지고 태어나는 기술이 거의 없고 가소성이 대단히 큰 반면, 어른은 유연성을 희생하는 대신 특정한 일에 통달하게 된다는 것. 적응력과 효율 사이에 거래가 이루어져, 우리 뇌는 특정한 작업을 잘 수행하게 되는 대가로 다른 일을 하는 능력을 조금 잃어버린다. 바이올리니스트 이츠하크 펄먼의 팬이 그런 연주 솜씨를 가질 수 있다면 평생이라도 바치겠다고 말하자 펄먼이 "저는 그렇게 했습니다"라고 말했듯이, 한 가지 일을 잘하기 위해서는 다른 길로 통하는 문을 닫아야 한다. 인생은 한 번뿐이므로, 어떤 일에 헌신하는가에 따라 특정한 길을 가게 되고 나머지 길은 모두 영원히 가지 않은 길로 남는다. 그렇게 우리는 각자의 세계로 뻗어나간다.

1장 섬세한 분홍색 지휘자
뇌가 반쪽인 아이 | 생명의 다른 비밀 | 도구가 없다면 만들어라 | 항상 변하는 시스템

2장 덧셈뿐인 세계
뇌를 훌륭하게 기르는 법 | 경험이 필요하다 | 자연의 대단한 도박

3장 내면은 외면의 거울
실버스프링 원숭이의 사례 | 허레이쇼 넬슨 경의 오른팔 | 모든 것은 타이밍 | 식민화는 전력을 기울여야 하는 일 | 많을수록 좋다 | 보이지 않을 만큼 빠르다 | 꿈과 행성의 자전이 무슨 상관? | 외면이 그러하면 내면도 그렇다

4장 입력 자료 이용하기
행성을 장악한 포테이토 헤드 기술 | 감각 대체 | 재주가 하나뿐 | 아이튠즈 | 훌륭한 진동 | 주변기기 증강 | 새로운 감각중추 상상하기 | 새로운 색깔 상상하기 | 새로운 감각을 맞을 준비가 되었는가

5장 더 좋은 몸을 갖는 법
진짜 닥터 오크께서는 손을 들어주시겠습니까? | 표준 청사진은 없다 | 운동 옹알이 | 운동피질, 마시멜로, 달 | 자아와 통제력 | 장난감은 우리 자신 | 하나의 뇌, 무한한 신체 형태

6장 중요하게 여기는 것이 왜 중요한가
펄먼의 운동피질 vs. 아시케나지의 운동피질 | 풍경 다듬기 | 성공의 비결 | 영역 변화 허락 | 디지털 원주민의 뇌

7장 사랑은 왜 이별의 순간에야 자신의 깊이를 깨닫는가
강에 빠진 말 | 보이지 않는 것을 예상할 수 있는 일로 | 일어날 것이라고 짐작했던 일과 실제 일어난 일의 차이 | 우리가 향하는 곳은 빛인가 설탕인가 데이터인가 | 뜻밖의 일을 예상할 수 있게 적응하기

8장 변화의 가장자리에서 균형잡기
아이티가 사라질 때 | 마약상을 고르게 분포시키는 법 | 뉴런이 자기들의 사회적 연결망을 확장하는 법 | 훌륭한 죽음의 이점 | 암은 뒤틀린 가소성이 빚어낸 현상인가 | 뇌의 숲 구하기

9장 나이 든 개에게 새로운 재주를 가르치기가 더 어려운 이유
여럿으로 태어나다 | 민감기 | 서로 다른 속도로 닫히는 문 | 이렇게 세월이 흘렀는데도 여전히 변화 중

10장 기억하나요
미래의 자신에게 말하기 | 기억의 적은 세월이 아니라 다른 기억이다 | 뇌의 일부가 다른 일부를 가르친다 | 시냅스 너머 | 속도가 다른 층층 구조 | 여러 종류의 기억 | 역사에 의한 수정

11장 늑대와 화성 탐사 로봇

12장 오래전 잃어버린 외치의 사랑을 찾아서
우리는 변신족을 이미 만났다. 바로 우리다.

감사의 말 | 주 | 사진 출처 | 찾아보기

데이비드 이글먼 David Eagleman
세계적으로 촉망받는 젊은 뇌과학자이자 베스트셀러 작가. 스탠퍼드대학교 신경과학과 부교수로 재직 중이며 〈사이언스〉 〈네이처〉에 다수의 논문을 발표했다. 뇌 가소성, 시간 지각, 공감각, 신경 법학 분야 연구에 관심을 두고 있으며, 2009년 《썸》을 출간하며 이름을 알리기 시작했다. 2015년 PBS(미국공영방송) TV 프로그램 '데이비드 이글먼의 더 브레인'을 진행하며 뇌과학의 최신 이슈를 쉽고 재미있게 소개함으로써 "뇌과학계의 칼 세이건"이라는 찬사를 받았다. 외과적인 수술 없이 뇌-기계를 이어주는 인터페이스를 개발하는 기업 네오센서리 대표로, 청각장애인을 위해 소리를 진동으로 바꿔 전달하는 조끼 등 다양한 장치를 개발함으로써 감각 대체 연구에 이바지하고 있다. 지은 책으로 《더 브레인》 《인코그니토》 《창조하는 뇌》(공저) 등이 있다.
《우리는 각자의 세계가 된다》에서는 뇌 가소성brain plasticity을 대체할 만한 용어로 '생후배선Livewired'이라는 조금 더 확장된 개념을 본격적으로 탐구한다. 전구에 불이 켜지려면 전기 배선이 연결되어야 하듯, 우리 뇌는 미완성인 상태로 태어나 살아가면서 상황에 맞게 모습을 바꿔가며 계속 연결되고 발전한다는 의미다.