뇌진화의 역사 / 브렛 스텟카

 

뇌는 어떻게 가장 신비로운 인체 기관이 됐는가?

 

 

 

들어가며

ㆍ잡식은 우리 인간이 생존하는 데 핵심적인 역할을 했다. 채식과 육식을 가리지 않는 식습관 덕분에 인간은 기후 변화로 생긴 식량 공급원의 변화에 적응할 수 있었다. 이를테면 고온의 날씨가 계속 이어져 숲에서 열매를 구할 수 없게 되면, 땅속에 묻혀 있는 뿌리나 줄기로 배를 채울 수 있었다. - 만약 인간이 육류를 섭취하지 못했다면 우리는 지금보다 훨씬 작은 뇌를 가진채 아직도 원시 사회의 모닥불 주변에 둘러앉아 있을 것이다. 육류는 두개골이 확장되는 데 크게 이바지했다. 육식은 인간의 뇌 크기를 크게 늘려놓았다. 아프리카 사바나에서 죽은 동물의 사체를 먹는 법과 가젤을 사냥하는 법을 터득하게 된 인간은, 불을 다룰 줄 알게 되자 사냥한 동물을 요리할 수 있게 되었고, 나아가 식량을 저장하고 요리를 통해 소화가 더 잘되는 음식을 만들게 되면서 정신적인 능력도 점점 향상돼 갔다. 

 

ㆍ인간의 뇌는 굴곡진 역사를 갖고 있다. 시작은 미미했다. 단순한 단세포 미생물에서 출발해 세포와 세포 사이의 교류를 통해 기이하게 생긴 바다 생물체 무리로 진화했다. 이들은 나중에 우리 몸의 신경계로 발전하게 되는 뉴런이 된다. 이에 벌레에서 어류, 파충류, 포유류, 원숭이로 이어지는 진화 나무의 가지들을 거쳐, 마침내 유인원이 되기에 이르렀다. 유인원은 2,500만 년 전 영장류로부터 갈라져 나왔다. 그로부터 다시 수백만 년이 흐른 뒤 현생 침팬지의 조상으로부터 나중에 인간이 될 조상이 갈라져 나왔다. 침팬지는 보노보와 함께 인간과 가장 가까운 사촌이다. 이후 다시 수백만 년 동안 현생인류와 닮은 여러 종들-즉 '호모속'에 속하는 모든 종이 번성했으나 끝까지 살아남은 것은 호모 사피엔스뿐이다. 우연과 적응력이 적절히 결합한 덕분에 호모 사피엔스는 다른 인간종들이 소멸하는 와중에도 살아남을 수 있었다. 

 

ㆍ우리가 아는 한 인간의 뇌는 우주에서 가장 복잡한 조직체이다. 이 말은 인간이 다른 어떤 종보다 더 중요하다거나 더 선하다는 의미는 아니다. 

 

ㆍ우리 뇌는 여러 면에서, 좋은 의미든 나쁜 의미든, 대단히 특출한 존재다. 뇌는 너그러우면서도 잔인하다. 뇌는 자기에 대해 생각할 수 있고, 자기에게 작용을 미칠 수도 있는 유일한 신체 기관이다. 

 

 

 

제1부 뇌의 탄생

 

ㆍ호모 사피엔스는 이 점을 잊기 위해 애를 쓴다. 자신들도 결국은 동물이라는 사실 말이다. - 하라리

 

1장. 유인원 사촌들

ㆍ인간은 침팬지 및 보노보와 같은 조상을 공유하다가 약 700만 년 전에 이들로부터 갈라져 나왔다. 그래서 침팬지와 보노보는 우리 인간과 생물학적으로 매우 가까운 친족이다. 

 

ㆍ널리 퍼져있는 고정관념에 따르면, 침팬지는 폭력적인 성향이 강하고, 보노보는 평화롭고 온순하며, 인간은 그들과 같은 조상에서 나온 탓에 두 종의 특성을 조금씩 나눠 갖고 있다는 것이다. 이런 통념은 지나치게 단순화한 것이지만, 완전히 틀린 것도 아니다. 

 

ㆍ많은 사람이 보노보에 대해 알고 있는 것은, 그들이 성관계를 자주 갖는다는 것입니다. 그리고 그들의 가장 흥미로운 점은 서로를 죽이지 않는다는 점입니다. 보노보와 달리 침팬지는 인간과 마찬가지로 같은 종에 속한 다른 구성원을 죽이려는 성향이 있다. 그것도 매우 자주 그런 충동을 보인다. 인간을 제외하면, 침팬지는 한 집단이 같은 종의 다른 집단을 살해하는 유일한 종이다. 보노보는 모계 중심적이고 높은 자제력이 우리 유전자에 흔적을 남기지 않았다면, 인간은 지금보다 훨씬 더 충동적이고 폭력적으로 됐을지도 모른다. 

 

ㆍ우리가 자연선택을 이야기할 때는 기본적으로 유전자의 변화에 관해 이야기하는 것이다. 즉 유전자의 변화가 어떻게 자연에 적응하고 생존하고, 번식하는 데 도움을 주었는지를 따진다. 

 

 

2장. 무생물에서 생명으로

ㆍDNA는 유전자 정보(코드)를 제공하고, RNA는 그 정보를 단백질-세포를 유지하고 신체가 기능할 수 있도록 하는 물질- 로 바꾼다. 

 

ㆍ시안화수소는 수소 원자 하나, 탄소 원자 하나, 질소 원자 하나로 이뤄진 (HCN) 간단한 분자이다. 이 분자가 자외선과 이산화황에 노출되면 전자들이 적당한 균형을 맞추면서 피리미딘을 낳게 된다. 그리고 피리미딘은 푸린과 결합해 최초로 RNA를 닮은 물질을 만들어낸다. 이보다 더 복잡한 분자인 DNA는 더 늦게 생겼을 것이다. 자연발생은 시안화수소 같은 지구상의 흔한 화합물이 생명에 필수적인 다른 분자들 - 단백질을 구성하는 아미노산이나 지방질을 이루는 요소들 - 로 전환 되는 지점에 이르기 까지 진행되었다. 

 

ㆍ이산화탄소와 수소는 생명이라는 자식을 낳은 화학적인 부모이다. 

 

ㆍ생명이 어디서, 무엇으로부터 기원했는지를 밝힌다고 해서 생명이란 무엇인가에 대한 답이 되는 것은 아니다. 살아 있다는 것은 무슨 의미일까? 생명을 무기물로부터 유기물로 이어지는 연속체라고 본다. 생명체을 어떻게 정의하든, 거기에는 '복제'와 '번식'이라는 두 가지 요소가 반드시 포함돼야 한다. 그래서 RNA를 닮은 분자 하나가 우연히 돌연변이를 일으켰을 때, 즉 물질의 물리적 화학적 성질을 통해 자기복제하기 쉬운 형태로 돌연변이가 일어났을 때, 생명이 시작되었다고 말할 수 있다. 생명이 발생하는데 필요한 또 다른 조건은 유전자를 벽으로 차단해 보호하는 것이다. 이것이 이루어졌을 때 비로소 유전 물질들을 생존을 위해 투쟁하면서 다윈의 진화를 시작할 수 있었다. 

 

ㆍ약 35억 년 전, 시아노박테리아가 물과 이산화탄소, 햇비츨 당으로 변환시켜 에너지로 이용하기 시작했다. 광합성을 시작한 것이다. 광합성의 부산물은 산소였는데, 산소는 당시 지구상에 존재한 대부분 생명체에게는 독성 물질로 작용했다. 시아노박테리아가 점점 더 많은 산소를 배출하자, 대규모로 미생물이 멸종하게 되었다. 이른바 거대 산화 사건이다. 이 사건은 지구를 새로운 생태 환경, 즉 대기를 산소가 풍부한 환경으로 바꾸었다. 

 

ㆍ과학자들은 동물을 정의할 때, 산소로 호흡하고, 유기물을 소비하며, 성적인 방식을 통해 번식하고, 가운데가 빈 배아 세포로부터 성장하며, 어떤 방식으로든 움직일 수 있는 다세포 진핵생물로 규정한다. 

 

ㆍ오늘날 지구상에 존재하는 모든 동물은 수억 년 전에 하나의 공통된 조상으로부터 진화해왔다. 그 조상은 아마도 지금의 바다수세미와 매우 비슷했을 것이다. 

바다수세미

 

 

 

3장. 물고기와 머리

ㆍ"물고기의 뇌를 들여다보면, 인상적인 특징과 능력을 지닌 더 복잡한 동물의 뇌의 모습을 거기서 발견하게 됩니다."

 

 

 

4장. 점점 커지는 뇌

ㆍ정확히 무슨 일이 일어났는지, 아무도 모른다. 2억5,200만 년 전인 페름기 말기에 어떤 이유로 지구상에 존재하던 종의 90%가 파괴되었다. 바다에 서식하던 종의 95%가 멸종되었고, 2/3가 넘는 육상동물이 소멸되었으며, 나무들도 대부분 같은 운명을 겪었다. 페름기의 '대멸종'이라는 불리는 이것은 지구상에서 발생한 가장 대규모의 멸종사건이었다. 

 

ㆍ초기의 포유류가 공룡을 피하려고 야행성이 되었다는 이론은 부분적으로 맞다. 현재 많은 포유류가 어둠 속에서 길을 찾기 위한 흔적기관을 가지고 있기 때문이다. 예민한 청각과 후각, 캄캄한 환경에서 방향을 알 수 있도록 돕는 민감한 수염, 약한 빛에도 작동하는 크고 대개는 툭 튀어나온 눈, 이런 적응들 덕분에 포유류는 야음을 틈타서 몰래 기어 나와 먹이가 되는 벌레를 찾을 수 있었다. 그러더니 다시 세상이 암흑으로 변했다. 

 

ㆍ자연선택의 결과로 시각을 중심으로 감각이 발달하자, 영장류의 뇌는 폭주하는 새로운 감각 정보들을 처리하기 위해 더욱 진화했다. 

 

ㆍ공동체 생활을 한다는 것은, 구성원의 수가 늘어날수록 한 개체가 공격을 당할 확률이 그만큼 줄어든다는 뜻한다. 

 

 

 

5장. 인간, 꼿꼿하게 서다

ㆍ가장 널리 알려진 아우스트랄로피테쿠스는 루시이다. 그녀는 적어도 1974년 에티오피아에서 발견되었는데, 루시라는 이름은 비틀스의 노래 'Lucy in the sky with diamonds'에 따 왔다. 전해지는 이야기에 따르면, 발굴팀은 루시의 화석화된 유골을 파내면서 이 노래를 크게 불렀다고 한다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

제2부 뇌의 사회화

 

ㆍ인간은 사회생활에서 손해보다는 편익을 더 많이 얻는다. - 스피노자

6장. 그루밍하는 유인원

ㆍ에드워드 윌슨은 초기 인간은 진사회성 eusocial 덕분에 다른 종들보다 경쟁에서 앞서 나갈 수 있었다는 주장한다. '진사회성'이란 여러 세대가 함께 더불어 살고, 분업하며, 이타적인 행동을 하는 것은 말한다. 진사회성을 가진 종은 그리 많지 많다. 인간을 제외하면 흰개미, 벌 가운데 일부, 개미 정도이다. 

 

ㆍ우리는 각자가 자신의 DNA를 전파하기 위해 태어났다. 

 

ㆍ우리는 사회적인 상황을 이해하고, 공감을 표하고, 소통하는 능력을 갖추게 된 건 부분적으로 거울뉴런 덕분이라고 본다. 

 

 

7장. 폭력의 기원

ㆍ인간이 가진 폭력성은 흔히 영국 철학자 토머스 홉스와 스위스 출신의 철학자 장 자크 루소의 관점으로 해석된다. 홉스가 사회화되기 이전, 자연상태에 있던 인간이 난폭하고 무질서했으며 '만인의, 만인에 대한 투쟁'이었다고 주장했다. 루소는 '고결한 야만인'이라는 개념을 통해, 인간과 유인원은 선하게 태어났으나 문명에 의해 타락하게 되었다고 주장했다. 

 

 

8장. 부드럽기도 하다

ㆍ보노보는 섹스에 몰두한다. 보노보에게 섹스는 긴장을 풀고 수컷의 공격성을 완화하는 수단으로 작용한다. 보노보는 인간을 제외하면, 혀로 키스를 하고 얼굴을 마주 보며 성관계를 갖는 유일한 동물이다. 보노보들, 특히 젊은 보노보는 성적인 모든 행위가 허용되는 난교 같은 상황을 즐긴다. 

 

 

 

9장. 언어는 강하다

ㆍ인간의 행동은 유전적으로 물려받지만, 양육되는 조건에도 좌우되며, 주변 환경도 영향을 미칠 수 있다는 뜻이다. 

 

ㆍ브로카 영역과 베르니케 영역이 뇌의 한쪽(왼쪽)에만 존재한다는 사실은 뇌의 비대칭성을 강조하는 것이다. 

 

 

10장. 가축화 신드롬

ㆍ편도체는 투쟁할지 도주할지를 결정하는, 공황 관제 센터 같은 곳이다. 죽음의 공포를 느낄 때 죽음의 공포를 느낄 때뿐만 아니라, 불안할 때도 활성화된다. 

 

ㆍ두려움의 감정은 성욕과 함께 가장 필수적이며, 원시적인 정신상태의 하나다. 두려움과 성욕은 자연선택을 떠받치는 두 개의 기둥이다. 두려움은 생존에 대한 욕구를 높이고, 성욕은 번식을 촉진하기 때문이다. 

 

 

 

 

 

 

제3부 뇌의 미래

11장. 기후 변화의 충격

ㆍ인간은 웬만하면 거의 모든 것을 먹을 수 있다. 우리는 지구상에서 가장 잡식성이 강한 종에 속한다. 그리고 적어도 두 번은, 이러한 잡식성이 인간을 궁지로부터 구해냈다. 

 

ㆍ'생명이란 결국 에너지입니다.'

 

12장. 뇌를 살리는 음식

ㆍ"그는 처음으로 굴을 먹은 용감한 인간이었다." - 조너선 스위프트

 

13장. 창의성은 어디서 오는가

ㆍ스티븐 핑커는 인간의 정신(마음)은 생존의 문제를 해결하기 위해 '모듈'이라는 독특한 시스템을 발전시켜왔다고 주장한다. 

 

14장. 본성 vs 양육

ㆍ인간이 농업을 하기 전까지는 인간이 만든 집단 중 다수가 모계사회였다고 본다. 친족관계기 여성의 혈통을 통해 이루어졌다는 뜻이다. 

 

ㆍ뇌가 커지면서 위험도 커졌다. 

 

15장. 미래의 사피엔스

ㆍ의식이란 당신 자신이 된다는 것과 비슷하다는 사실 자체도, 의식이 만들어낸 사실이다. 

 

ㆍ우리가 살면서 경험하는 것의 본질을 퀄리아 (qualia, 감각질) 라고 한다. 퀄리아란 자신이 느끼는 기분이나 심상 등으로, 다른 사람에게는 결코 전달할 수 없는 자기만의 주관적인 특질을 말한다. 

 

ㆍ인식이란 뇌가 생각해낸 환상이다.