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이전 포스트에서는 과학자로서의 삶에 관한 내용을 요약했다면 이번 포스트에서는 뇌과학에서 밝혀낸 사살들을 중심으로 요약한다.

저자는 좌뇌와 우뇌를 연결하는 뇌량을, 악성 간질 치료를 위해 절단한 '분리뇌' 환자들을 연구하여 뇌의 작동 메카니즘을 규명하기 시작했다.

"뇌는 대체로 대칭을 이루고 있는 기관으로 좌뇌는 신체의 오른쪽을 관장하고 우뇌는 신체의 왼쪽올 관장한다."
"이 기초적인 메커니즘 가운데 하나는 감정과 관련이 있었다. 감정은 거의 매 순간 우리의 인지 상태에 영향을 미친다. 뇌량 아래에 위치한 좀 더 원시적인 피질 하부 영역이 감정 관리에 깊이 관여하며 이러한 구조의 대다수에서 양쪽 뇌가 연결되어 있다."

"인간은 하나의 통합된 목표를 달성하기 위해 애쓰면서 특정 상황에서 바라는 대로 행동한다. 어찌됐든 우리는 여러 결정 센터가 존재하는 고도로 모듈화된modularized 뇌로부터 이같이 통합된 결과를 내놓았다."

"마음이론은 믿음이나 바람 같은 자기 자신의 정신 상태('나는 고양이가 엉큼히다고 믿어')뿐 아니라 다른 사람의 정신 상태('그는 개를 갖고 싶어해')까지도 알 수 있는 것을 말한다."

"삶에서 가장 중요한 의식은 나만의 개인적이고 주관적인 경험, 바로 '내' 정신을 내가 느낀다는 것이다. 정신에 대해 생각한다고 말할 때 이는 보통 '내' 정신을 가리키는 것이다. 우리는 누구나 각자 하나의 정신을 가지고 있다고 생각한다. '하나' 말이다. 갑자기 정신이 양분되어 두개골 하나에 '두 개'의 정신이 공존한다는 사실은 쉬이 납득이 되지 않는다."
"이 해석기는 좌뇌에 있는 장치로 인간의 행동에 하나의 설명을 부여하는데 그 덕분에 우리는 우리의 머릿속에 하나의 정신만 존재한다는 느낌을 갖게 된다."

"우뇌와 좌뇌가 각기 다른 일을 한다는 사실 또한 분명해졌다. 좌뇌는 말과 언어 처리과정으로 꽉 차 있었다. 반면 우뇌는 말을 하지 않고 언어 능력이 결핍된 것 같지만 복잡한 시각 활동을 할 수 있었다."
"좀 더 넓게 보자면, 뇌의 특정 영역이 특정 행동을 독점한다는 주장은 언제나 위험하다는 것이 드러난 셈이었다. 뇌는 수완이 좋아 간단한 규칙을 따르지 않는다. 뇌는 특정 영역이 힘을 못 쓰면 우회로를 만든다."
"마이클은 우리의 행동이 무의식적으로 기능하는 체계에 의해 제어되며 의식의 주요 기능은 우리의 행동을 감지(해석)하는 것이라고 주장했다. 이것이 그의 해석기 이론이다."
"좌뇌는 추측하고 어물쩍 넘기고 합리화하고 원인과 결과를 찾겠지만 늘 상황에 맞는 답을 제시하려 할 것이다."

"털빙이 인지과학에 기여한 바는 이미 전설적인 수준이었다. 그는 인간의 기억에 의미 기억과 일화 기억, 두 종류가 있다는 점을 밝혀냈다. 의미 기억은 체스의 규칙 등 우리가 학습한 내용에 관한 기억이다. 일화 기억은 누군가와 체스를 두었다거나 하는 구체적인 사실에 관한 기억으로, 경험적이고 일화적인 기억이다."
"밀러는 좌뇌와 우뇌 모두 종류에 관계없이 모든 정보를 저장하고 불러낼 수 있다는 것을 밝혀냈다. 하지만 이때 좌뇌는 언어 정보를 더 잘 다루며 우뇌는 사람의 얼굴 등 시각 정보를 더 잘 다룬다는 사실도 확인할 수 있었다. 달리 말해, 좌뇌와 우뇌는 저마다 특화된 분야가 있었단 것이다. 각 뇌는 자신이 특화된 종류의 정보를 다룰 때 더 능숙해진다. 의미 기억과 일화 기억과는 아무런 관련이 없다."
"우리는 실험을 통해 확률을 계산하는 것은 약삭빠른 좌뇌뿐이라는 사실을 발견했다. 우뇌는 마치 커다란 쥐처럼 쉬운 길을 택해 확률을 극대화했다."

"이렇게 고유의 기능을 수행하면서 외부 요구에 맞춰 적응하거나 진화하는 특화된 국소 신경망을 모듈이라고 한다."

"정신 상태는 물리적 뇌에 의해 형성되지만 오히려 확실한 존재감을 드러내며 정신을 만들어 낸 바로 그 물리적 상태에 다시 영향을 미치는 것이다."

"창발은 이렇게 생각할 수 있다. 미시적 수준의 복잡계가 예전에는 없던 새로운 속성을 띤 새로운 구조로 조직되면서 거시적 수준에서 새로운 차원의 조직을 형성할 때 창발이 일어난다. 예를 들어 원자의 움직임과 특성은 양자역학으로 설명된다. 그런데 미세한 원자가 모여 육안으로 보이는 야구공이 만들어지면 이때는 뉴턴의 법칙을 따르는 새로운 움직임과 속성이 등장한다. 어느 쪽도 서로를 예측하지 못한다."
"여기에는 계층화된 구조가 담겨 있다. 지금은 유전자 발현이 다른 유전자에 의해 규제된다는 것이 알려져 있다. 유전자는 다른 유전자의 발현을 규제하는 단백질을 암호화한다. 여기서의 핵심 개념은 자연계에서 관찰되는 모든 변형은 소수의 규제 유전자에 의해 발생하는 돌연변이의 결과지, 신체를 움직이는 일에 관여하는 수십만 개의 일반 유전자에 의한 것이 아니라는 점이다. 소수의 규제 유전자는 유기체의 일을 담당하는 수많은 특정 유전자의 복제, 활성화, 비활성화를 제어하는 역할을 한다. 규제 유전자를 변형시키면 실로 엄청난 결과가 나타날 수 있다. 결과적으로 돌연변이가 드물다는 사실에는 변함이 없으며 돌연변이가 왜 그토록 효과적인지를 설명하는 이론도 된다. 커슈너와 게하트가 이렇게 놀라운 통찰력에 도달했던 것은 단순한 선형적 사고를 버리고 계층화된 체계에 대해 생각했기 때문이다."


이 책은 자서전이어서 과학적 발견에 대한 상세한 기술은 많지 않다. 그렇기 때문에 부담없이 읽을 수 있다는 장점도 있다. 그래서 이 책의 독서 추천은 '일독을 권함'으로 한다.


Posted by thinknew

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인간의 정신이 뇌의 신경생리학적 작용이라는 것을 과학적 심리학에서 밝혀냈다. 이 분야의 심리학자들은 필연적으로 철학의 영역을 다루게 되어 있다. 왜냐하면 철학은 인간의 정신에서 나온 것이기 때문이다. 한편, 과학자들도 자서전을 쓴다. 그 중에서도 바로 뇌의 작용을 다룸으로써 철학의 영역을 넘나드는 과학자들의 자서전은 특히 흥미롭다. 사변적 추론으로는 내내 딜레마일 수 밖에 없었던 많은 것들을 이들이 규명해 내기 때문이다. 가장 최근에 접한 신경생리학자의 자서전은 노벨상 수상자인 에릭 켄델의 '기억을 찾아서'를 들 수 있다. (이 블로그에 요약이 올라있다.) 이 책에는 신경 세포에서 출발하여 기억의 근원을 추적해 가는 내용이 포함되어 있는데, 이와 비슷한 형식의 자서전이며, 분리 뇌 연구에서 출발하여 의식의 기원을 추적하는 내용을 담고 있는 책이 바로 다음 책이다.



자서전인 만큼 과학적 발견만으로 책이 이루어져 있는 것은 아니다. 과학자의 길을 걸어가는 한 인간의 삶에 관한 이야기를 들을 수 있는데, 자신의 삶에 대해 이야기하면서 '삶에 개입하는 운의 역할'이 크다는 점을 여러 차례 언급한다.
"과학에서는 운이 굉장히 큰 역할을 하는 것 같다. …… 나도 지금까지 살면서 이런 경험이 여러 차례 있었기에 과학에도 운이 따른다는 것을 안다."
"성공적인 연구실은 정말로 똑똑한 학생들과 포스트닥터 연구생들을 영입해 우위를 유지한다. 물론 똑똑한 사람들이 성공의 유일한 요소는 아니다. 모두가 똑똑하지만 어떤 학생들은 에너지가 넘치면서 실용적이기까지 하다. 여기에 예측하기 힘든 성격과 운까지 더해진다면 과학에서 성공적인 경력을 쌓게 된다. 내가 이 역동적인 연구실(노벨상 수상자 로저 스페리의 연구실)로 뛰어든 것도 순전히 운 때문이었다."
"새로운 일을 시도하려고 위험을 감수하는 것과 확실히 검증된 일을 계속 이어가는 것 사이의 줄 다리기는 언제나 존재했던 것 같다. 우리는 늘 새로운 기회에 대비하고 있지만 정작 그 기회를 가져다주는 것은 다른 사람이다."
"여러 노교수들이 하는 말을 들어보면 그 어느 때보다도 '지금' 최선을 다하고 있다고 하는데, 한 통계학자 친구는 내게 물었다. "어떻게 그럴 수 있지?" 그 친구는 사림들이 그런 식으로 생각한다는 데 재미있어 했다. 사실 삶에서 성공과 실패는 드문드문 있는 일이며 그렇게 된 원인도 알아내기 어렵다. 대부분의 성공에는 노력과 운이 따라야 하지만 지금까지 보아온 바로는 그러한 성공에서 노력과 운이 각각 얼마나 따랐는지는 알기 어렵다."
"삶에서는 무수한 일이 그저 일어날 뿐인데, 그런 일이 있고 한참이 지나면 우리는 그 일들을 합리적으로 보이게끔 이야기를 지어내는 듯하다. 우리는 살면서 생기는 사건 간의 인과적 고리가 드러나는 단순한 이야기를 좋아한다. 하지만 느닷없이, 뜻밖에 벌어지는 일들은 항상 있기 마련이다."


저자는 과학자인 만큼 과학과 과학자가 하는 일에 대해서도 많이 이야기한다.
"알바레즈 교수는 과학자가 연구를 하는 이유는 호기심 때문이 아니라 지금까지 들어왔던 방식이 뭔가 맞지 않는다는 것을 본능적으로 느끼기 때문이라고 말했다."
"과학은 위대하지만 과학자는 인간이고 평범한 다른 사람들처럼 이야기 만들기를 좋아한다."
"너무나 명백한 사실은, 고생스럽게 연구하는 과학자들은 늘 자신의 연구에 한계가 있고 엉뚱한 일을 하고 있을지 모른다는 걱정을 안고 산다는 것이다. 어떤 아이디어가 신임을 잃는 것은 처음에 그 생각을 지지했던 사람들이 대안을 생각하지 못해서가 아니다. 그들도 기저의 진실에 대해서는 다른 견해가 있을 수 있다고 뼈저리게 인식하고 있다. 그저 한쪽 편에 서서 가능한 한 오래, 때로는 그보다도 더 오래 그 입장을 붙들고 있는 것이다. 카너먼은 이 현상을 '매몰 비용 오류 sunk cost fallacy'라고 블렀는데, 이미 너무 많이 투자한 탓에 그 일을 계속 밀고 나가야 할 것처럼 느끼는 현상을 말한다. 옳고 그름의 문제가 아니다. 인간이 하는 일이 그런 것이다."
"과학에서 흔히 볼 수 있는 개념은 '창발emergence'이다. 즉 복잡계는 상대적으로 단순한 상호작용으로부터 더 많이 형성된다는 것이다. 생물학은 화학에서 비롯되고 화학은 소립자물리학에서 나온다. 마찬가지로 정신은 뉴런의 상호작용에서 나오고 그 위의 경제 원리는 심리학에서 나온다. 손에 쉽게 잡히지 않는 어려운 개념이다."
"그(프린스턴 대학교 물리학자 필립 앤더슨)는 "환원주의자의 가설은 결코 '구성주의자'의 가설을 암시하지 않는다. 모든 것을 줄여서 간단한 기본 법칙으로 만들 수 있는 능력이 그러한 법칙으로 세계를 재구성할 수 있는 능력을 의미하지 않는다. 사실 초보 소립자물리학자가 기본 법칙의 속성에 대해 설명하면 할수록 나머지 과학의 실제 문제와의 관련성은 더 떨어지는 것 같고 사회 문제와의 관련성은 더더욱 떨어지는 것처럼 보인다"라고 밝혔다."
"그런데 예술이나 학문을 취미로 하는 사람과 전문적으로 다루는 사람을 구분하는 기준은, '간단한 것은 없다'는 사실을 이해하느냐 못하느냐이다."


다음 글에서 계속.....................


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