전전두피질에서 해마까지: 뇌의 역할과 중요성

전전두피질이 성격의 어떤 측면을 조종하는 듯했다.

구체적으로 보자면, 말하거나 행동하고 싶은 바를 결정하는 능력

그리고 부적절한 행동을 억제하는 능력을 관장했다.

인지신경과학자들은 이 개념을 가리켜 '기능의 국소화'라고 부른다.

복잡한 행동과 사고는 뇌의 여러영역에 걸쳐 일어나기도 하지만,

특정한 행동은 피질의 특정한 영역에 국소적으로 관련될 수 있다.

뇌는 단백질과 지방으로 이루어진 빽빽한 기관이다.

뇌는 외부 세계와 직접 접촉하지 않게 단단한 뼈로 둘러싸여 있다.

뇌는 세계로 연결되며, 눈, 귀, 코, 손가락 및 다른 감각기관들을 통해 

여러분의 인식을 확장한다.

보통 사람이 뇌의 10%만 사용한다는 말은 틀렸다.

여러분은 항상 뇌의 전부를 사용한다.

우리가 뇌의 전체 활동의 작은 일부만 의식적으로 안다고 말하는 편이 정확할 것이다.

하지만 이는 인지적 한계일 뿐 생리적 한계는 아니다.

이 한계는 어쩌면 우리에게 적응상의 이로움을 주려고 진화되었다.

발생하는 모든 뇌 과정을 명시적으로 알아차리기란 불가능하기 때문이다.

당연히 우리는 모든 것을 알아차리지는 못한다.

따라서 어디에 주의를 많이 기울이고 적게 기울여야 할지,

그리고 무슨 일을 무의식적이고 자동적으로 행할지 우선순위를 정할 필요가 있다.

평균적인 사람의 뇌는 1,120에서 1,230세제곱 센티미터 사이인데

유전적 성질과 성별, 영양 등의 요인으로 인해 얼마간의 사소한 변이가 존재한다.

뇌는 균일한 덩어리와는 거리가 멀다.

바깥 부분, 즉 뇌 사진이나 실제 뇌를 볼 때 우리 눈에 띄는 부분을 가리켜 피질이라고 한다.

대다수의 인지 행동이 일어나는 곳이며,

내가 가장 자세히 설명할 영역이기도 하다.

피질 아래 구조가 우리의 논의에서 중요한 까닭은 우리가 기억하고 생각하고 

환경에 반응하는 방식에 영향을 미치기 때문이다.

뇌의 피질은 영역마다 내부 구조가 다를 뿐 아니라 사람들 사이에서도 차이가 난다.

어떤 사람은 뇌가 큰 반면에 어떤 사람은 뇌가 조금 작다.

피질의 전체 크기는 일반적으로 뇌 자체의 크기와 산관관계가 있긴 하지만,

뇌의 전체 크기가 꼭 지능이나 행동과 크게 관련이 있지는 않다.

남성의 뇌가 여성의 뇌보다 아주 조금 더 큰 편이다.

일부 영역들에서 여성 뇌는 연결성이 조금 더 높은 수준이었다.

여러분의 뇌는 단지 하나의 큰 덩어리가 아니다.

뇌의 생리와 기능은 엽이라고 하는 4가지 영역으로 체계적으로 조직되어 있다.

후두엽은 머리 뒤쪽에 위치하며, 두개골에 바로 맞닿아 있다.

후두엽의 주된 기능은 시각이다.

눈으로 들어온 정보는 시각 경로를 따라 후두엽의 가장 뒤쪽에 도달한 다음,

이어서 뉴런 정보가 다시 뇌의 앞쪽 방향으로 흐른다.

이 과정에서 연쇄적으로 구성된 신경망는 정보를 차근차근 분해해 

모서리, 윤곽, 모서리와 윤곽의 공간적 위치, 움직임과 같은 개념적 특징들을 도출해낸다.

이것들은 처리 과정을 거쳐 최종적으로 문자,수,형태 등으로 변환될 수 있다.

하지만 어느 시점에서 흐름이 분기된다.

시각 기관에서 들어온 정보가 나뉘어,

한쪽은 뇌의 위쪽인 두정엽으로 가고 한쪽은 측두엽으로 간다.

두정엽은 감각 및 공간 통합을 담당하는데,

그런 까달게 후두엽에서 두정엽으로 이어지는 시각적 정보 흐름을 가리켜 

종종 '어디에 시스템'이라고 한다.

두정엽은 다른 감각기고나에서 온 정보도 처리하는데,

가령 인체의 여러 부위에서 일어난 촉각 정보 처리도 맡는다.

감각 뉴런들이 인체 부분들을 두정엽 내의 영역들로 이어주는데,

당연히 손가락과 입술과 같은 민감한 부위에서 온 촉각 정보 처리에 피질 영역들이 상대적으로 더 많이 관여하며,

등 아래부분과 같은 부위에서 온 정보처리에는 덜 관여한다.

후두엽에서 시각정보에 의해 활성화된 뉴런은 정보를 측두엽으로도 보낸다.

이 흐름을 가리켜 '무엇 시스템'이라고도 하는데,

여기서 무엇인가에 이름을 붙이고 개념을 형성하기 때문이다.

측두엽은 머리 측면, 귀 뒤쪽에 위치한다.

청각 정보가 처리되는 곳이므로,

편리한 위치에 있는 셈이다.

이곳은 또한 기억에도 매우 중요한 역할을 한다.

해마라고 불리는 피질 하부 구조가 정보를 다시 활성화시켜 기억할 수 있도록 정보를 처리한다.

측두엽은 시각과 기겅에 관여하므로 언어 처리가 많이 이루어지는 곳이기도 하다.

뇌 앞쪽에는 눈 뒤에 전두엽이라는 적절한 이름의 영역이 있다.

뇌의 이 영역은 손,입술,머리 움직이기와 같은 운동 활동을 담당한다.

해마는 관자놀이 부근의 표면 아래에 위치해 있다.

해마는 인간 이외의 다른 많은 종에 서도 보이며,

기억을 생생하고 일관성 있게 유지하는 일을 담당한다.

해마의 역할은 몬트리올신경학연구소의 캐나다인 신경심리학자 브렌다 밀너가 발견했다.

밀너는 모든 기억에 이 해마 시스템이 필요하지는 않다는 사실도 알아냈다.

새로운 행동과 절차에 관한 기억에는 이 시스템이 필요하지 않을 수도 있다는 점이었다.

해마가 사건과 사실에 대한 새로운 기억을 생성하는 데 매우 중요하긴 하지만,

무언가를 하는 방법에 대한 새로운 기억을 생성하는 데는 그렇지 않을 듯하다.

밀너가 발견한 이 사실과 비슷한 다른 사실들은 

오늘날 우리가 기억을 이해하는 방식에 큰 도움을 주었다.

해마와 더불어 편도체는 때로는 변연계라고 알려진,

피질 하부 구조의 한 집합체의 일부다.

변연계에는 척추동물 뇌에 흔하고 많은 포유류에 걸쳐 꽤 비슷한 여러구조가 포함되어 있다.

구체적으로 변연계에는 해마와 편도체뿐만 아니라 시상, 시상하부, 듀두체 등이 들어있다.

이 계를 구정하는 구조들에 관한 일치된 합의는 없다.

이 구조들은 전부 협력해 학습, 기억의 목표를 달성하며 편도체의 경우에는 두려움과 감정조절을 맡는다.

건물이 없어지고 나서야 건물이 있었다는 사실,

그리고 건물이 거리 풍경에서 차지했던 역할을 알아차린다.

우리의 사고와 행동도 마찬가지일 것이다.

만사가 제대로 돌아가면,

우리가 얼마나 많은 정보를 처리하는지, 

그리고 우리 뇌가 얼마나 활동을 동시에 수행하는지 알아차리지 못한다.

원래 그런 줄로만 안다.

하지만 무언가가 손상되거나 상실될 때, 

그 부재를 깨닫고 나서야 더 큰 구도와 더 큰 시스템을 알게 된다.