감정과 두려움, 불안 등 인간 의식의 신경과학적 기제를 연구해온 미국 뉴욕대(NYU) 신경과학자 조지프 르두(Joseph LeDoux)의 2019년 신간이 27일 출간(현지 출판사 Viking) 을 앞두고 있다.

책 제목은 ‘우리 자신의 깊은 역사 : 우리가 의식있는 두뇌를 얻는 방법에 관한 40억 년의 이야기(The Deep History of Ourselves: The Four-Billion-Year Story of How We Got Conscious Brains)’다.

노스웨스턴대(Northeastern University) 심리학 석좌교수 리사 바렛(Lisa Feldman Barrett)은 최근 르두의 신간 ‘우리 자신의 깊은 역사’ 서평과, 그의 의식적 뇌 연구에 대해 네이처에 소개했다.

리사는 ‘생존 : 첫 38억년’ 제하 서평에서 “신경과학자 조지프 르두(Joseph LeDoux)의 최신 저서는 인간과 다른 포유류의 생존 행동에 대한 연구에서 수십 년 동안의 과학적 여정을 다뤘다”고 말했다.

서평에 따르면 르두 교수는 두려움에 대한 연구와 편도체(amygdala)에 중심을 둔 뇌 회로를 맵핑하는 것으로 잘 알려져 있다. 내측 측두엽(medial temporal lobe)과 뉴런 연결망이 관련됐다.

그는 편도체가 공포으로 얼어붙거나 이나 도망치는 것과 같은 무의식적이며 방어적인 행동 반응에 결정적인 역할을 한다는 것을 보여주었다. 결론은 모든 포유류 편도 회로가 구조적으로 유사하다는 가정에 근거해 인간도 이러한 반응을 공유한다는 것이었다. 그는 이를 ‘The Emotional Brain(1996)‘에서 설명했다.

편도체에 대한 ‘두려움 회로’라는 잘못된 이름은 오해를 불러 일으켰다. 인간과 포유류는 무의식적 방어적인 행동뿐만 아니라 두려움에 대한 의식적 경험(즉, 두려움의 느낌)을 공유한다는 것에 대해 그는 증거로 편도선 회로가 두려움을 느끼기에 충분하지 않으며 필요하지 않을 수도 있다고 오랫동안 주장해왔다. 그 역할은 작업 기억과 관련된 전전두엽 피질 일부로 채워 진다고 그는 제안한다.

생존 회로

이러한 혼란을 극복하기 위해 르두는 편도 회로를 방어, 식사, 온도 조절 및 번식과 같은 생존 관련 행동을 일으키는 ‘생존 회로’로 재구성했다. 그리고 그는 두려움의 의식적인 경험에 대해서만 ‘두려움’이라는 용어를 사용했다. 이 새로운 견해는 그의 저서’Anxious(2015)에 요약됐다.

‘우리 자신의 깊은 역사’에서 르두는 다음 단계를 소개한다. 그는 생존과 관련하는 신경 회로(neural circuits)에 대한 전체 분류(entire taxonomy)를 제안한다. 이러한 생존 행동은 의무적 반사(예 : 큰 소음으로 놀라는 것)에서보다 유연한 목표 지향적 행동(예 : 가능한 위협 예측 및 회피)에 이르기까지 다양하다.

진화

책은 38억 년 전에 지구상의 생명의 시작부터 인간 두뇌의 의식, 언어 및 문화의 발달에 이르기까지 생존 행동의 진화를 추적하는 서사적 이야기를 다룬다. 르두는 책 서두에서 진화 과정에 대한 요약 제시한다. 그는 복제나 대사 과정의 발달을 통해 어떻게 무기물이 유기 생명체를 일으켰는지 설명한다.

단일 세포 유기체가 어떻게 한 세포가 다른 세포를 에워싸고 다세포 생물로 통합되는지; 그리고 어떻게 그 생물들이 성적으로 번식하고 뉴런을 키우고 신경계를 가진 몸을 발달시키는 능력을 개발했는지 그는 과학과 추정(speculation)을 역어 설득력있는 이야기를 구성, 인간 행동의 뿌리가 우리가 깨닫는 것보다 더 오래되었다는 결론을 내린다. 그는“우리는 종종 뇌와 관련이 있는 기본 행동을 특징으로 하며, 실제로는 신경계가 출현하기까지 수십억 년 전에 존재했다”고 말했다.

의식

르두는 일단 신경계가 확립되면 뇌가 빠르게 진화했다고 설명했다. 그는 감정, 기억, 의식의 출현에 중점을 두어 인간의 마음 요소를 만들 수 있는 능력을 개발하면서 뇌의 자연사를 스케치한다. 이야기는 한 주제에서 다른 주제로 넘어갈 때 생존을 화두로 삼는다. 거의 400페이지에 걸쳐 르두는 단순한 움직임에서 의식적인 기억과 의도에 이르기까지 일상적인 인간 행동이 생물학적 생존에 어떤 역할을 하는지 보여준다.

르두는 인간이 아닌 동물의 의식 문제를 다시 생각하며 그것이 존재한다면 그것은 인간 의식과는 매우 다르다는 결론을 내린다. 그는 인류를 지구의 지능의 정점에 두는 인간 중심 진화론의 오류를 다룬다.

진화에서 자연 질서에 대한 가정(scala naturae, 생물이 단순한 것에서 복잡한 것까지 선형적 순서를 갖는다는 생각)이 어떻게 과학적 진보에 크게 도움이 되지 않는지에 대한 예시를 든다. 많은 과학자들은 여전히 감정이 일부 고대 포유류 조상의 유산이며, 진화에 의해 크게 변하지 않은 것으로 추정되는 피질하 회로(subcortical circuitry)에 기인한다고 가정한다.

의인화의 문제

르두는 인간과 다른 동물이 비슷한 행동을 수행 할 때 비슷한 감정을 동반한다는 것은 잘못됐다고 설명한다. 이 같은 의인화(anthropomorphism)는 그가 두려움의 뇌 지도를 다시 만들게 끔 했다. 그는 이런 마법적 사고가 불안 장애를 치료하기 위한 약물을 찾는 데 장애로 작용, 현재 전 세계적으로 수억 명의 사람들에게 영향을 미친다고 결론지었다.

‘우리 자신의 깊은 역사’는 인간이 어떻게 의식적인 뇌를 얻었는지에 대한 큰 그림을 제공한다. 르두는 관련 데이터를 조사, 다른 유기체의 발생학적 발달을 다룬다. 그는 또한 5억 7000만년 된 공통 조상(전구동물-후구동물, PDA)에 뇌가 있다고 주장한다. 이에 대해 바렛은 서평에서 작은 물고기와 같은 무척추 동물인 일부 후구동물은 앞쪽 끝에 작은 뉴런 그룹이 있지만 척추 동물 뇌에서 발견되는 조직은 없다고 덧붙인다.

고전 또는 파블로프 조건을 통한 학습은 동물계에서 보편적이며, 이용 가능한 증거로 뒷받침된다. 그러나 르두는 일부 동물들은 과거를 기억하고 미래를 계획 할 능력이 없기 때문에 단순한 연결만으로도 이를 달성 할 수 있다고 말한다. 바렛에 따르면 꼭 그렇지는 않아보인다. 일부 단세포 유기체조차도 ‘기억’하고 몇 분 또는 몇 시간 후에 발생하는 화학 조건을 예측할 수 있다.

르두는 또한 일부 생존행동(예 : 놀람 반응)을 반사 이슈로 증거에 의해 뒷받침되는 추론이라고 소개한다. 그는 반사를 맥락과 무관하고 행동 생태학( behavioural ecology)의 증거와 상충되는 의무적이고 전형적인 반응으로 묘사한다.

*참고 : Survival: the first 3.8 billion years