인간의 뇌는 세상에서 가장 복잡한 구조다. 뇌의 구조와 기능, 그리고 뇌가 우리의 행동과 정신적 경험에 어떻게 관여하는지를 연구하는 것은 현대 과학에서 가장 흥미로운 과제 중 하나다. 1997년부터 30여 년간 세계적 명문대 UC 버클리에서 수만 명의 학생들에게 사랑받아 온 명강의 ‘뇌, 마음, 행동’을 토대로 한 이 책은, 인류사 전체를 통틀어 가장 위대한 난제인 ‘마음이란 무엇인가’의 답을 찾아가는 대서사를 다룬다.

우리는 흔히 뇌과학이라고 하면 기억력, 감정 조절, 집중력, 뇌 영상 등을 먼저 떠올린다. 그러나 이 책은 조금 다른 길을 택한다. 인간의 마음을 이해하기 위해 원자와 분자, 화학 결합, DNA와 단백질에서부터 출발하는 것이다. 

뇌 역시 물질로 이루어져 있다. 뉴런의 세포막을 가로질러 이동하는 이온이 전기 신호를 만들고, 신경전달물질이 시냅스를 건너 다른 뉴런에 정보를 전달한다. 이처럼 작은 분자 수준에서 일어나는 사건들이 수많은 신경세포의 활동으로 이어지고, 복잡한 신경회로를 형성한다.

저자는 이 과정을 설명하기 위해 물리학, 화학, 생물학의 주요 발견들을 흥미롭게 엮어낸다. 주기율표의 탄생과 DNA 이중 나선의 발견, 신경세포의 구조를 밝혀낸 과학자들의 연구, 신경 신호의 비밀을 풀어낸 실험들이 차례로 등장한다. 

특히 단순한 과학적 사실의 나열에 머무르지 않고, ‘우리가 지금 당연하게 받아들이는 지식이 어떤 질문과 시행착오, 발견을 통해 만들어졌는지’ 보여준다는 점이 돋보인다. 뇌에 관한 과학적 지식에서 출발해 인간 존재의 본질을 묻는 것. 이것이 《뇌는 어떻게 마음이 되는가》가 독자에게 제안하는 여정이다.

기억과 감정, 수면과 꿈까지… 마음의 비밀을 따라가는 22개의 질문

우리는 눈으로 세상을 보고, 귀로 소리를 듣고, 코로 냄새를 맡는다고 생각한다. 하지만 감각기관이 받아들인 정보가 그대로 우리의 경험이 되는 것은 아니다. 눈은 빛을 신경 신호로 바꾸고, 뇌는 이 정보를 분석하고 조합해 하나의 시각적 경험을 구성한다. 냄새 역시 단순한 화학적 자극에 그치지 않는다. 후각 정보는 뇌에서 처리되며 기억과 감정에 연결된다.

《뇌는 어떻게 마음이 되는가》는 후각과 미각, 시각과 청각, 촉각과 신체 감각을 차례로 살펴보면서 우리가 경험하는 세계가 어떻게 만들어지는지 설명한다. 

왜 어떤 냄새는 오래전 기억을 불러일으킬까? 우리는 어떻게 수많은 소리 가운데 특정한 목소리를 알아들을까? 뇌는 어떻게 자신의 몸이 어디에 있는지 파악할까? 저자는 일상에서 누구나 경험하는 현상들을 신경과학의 언어로 풀어내며, ‘우리가 현실이라고 믿는 세계가 사실은 뇌의 정교한 정보 처리 과정을 거쳐 구성된 경험’임을 보여준다.

후반부로 갈수록 주제는 우리의 일상과 더욱 가까워진다. 기억은 뇌의 어디에 저장되는가? 새로운 경험은 어떻게 신경회로를 변화시키는가? 우리는 왜 잠을 자고 꿈을 꾸는가? 감정은 어떤 역할을 하며, 언어와 의미는 어떻게 만들어지는가? 저자는 이러한 질문들을 통해 뇌가 고정된 기계가 아니라 경험에 따라 끊임없이 변화하는 역동적인 기관임을 설명한다.

특히 기억과 학습을 가능하게 하는 신경가소성, 수면과 기억의 관계, 감정을 조절하는 신경회로 등은 일상의 경험을 과학적으로 새롭게 이해하게 한다. 또한 CT, MRI, PET, fMRI 등 뇌를 관찰하는 기술의 발전도 함께 다뤄, 현대 과학이 어떻게 살아 있는 뇌의 활동을 연구하게 되었는지 보여준다.

AI는 마음을 가질 수 있을까? 뇌과학이 마주한 가장 위대한 질문
“다음 과학 혁명은 마음 혁명이 될 것이다”

이 책은 영화 〈2001 스페이스 오디세이〉에 등장하는 인공지능 컴퓨터 ‘할(HAL)’을 통해 흥미로운 질문을 던지며 시작한다. 저자는 묻는다. HAL에게 의식이 있었을까? 인간처럼 추론하고, 의도를 드러내고, 감정을 느끼는 듯 행동하는 인공지능에게도 과연 마음이 있을까? 그리고 마지막 22장에서, “모든 것은 물질”이라는 현대 과학의 전제가 의식을 다 설명하지 못할 수도 있다고 솔직하게 말한다.

저자는 마음을 사고, 감정, 지각, 심상, 자아감 등을 포함하는 정신적 경험의 총체로 설명한다. 그리고 의식을 이러한 정신적 경험을 자각하는 능력으로 바라본다. 뇌와 마음이 밀접하게 연결되어 있다는 사실은 수많은 연구로 확인되었다. 

그러나 신경세포의 활동이 어떻게 ‘내가 보고 있다’, ‘내가 느끼고 있다’라는 주관적 경험으로 이어지는지는 여전히 명확히 밝혀지지 않았다. 하지만 저자는 다음 과학 혁명은 코페르니쿠스·다윈·아인슈타인에 견줄 만한, 마음과 물리학을 잇는 혁명이 될 것이라고 예견한다. “어쩌면 이미 시작되었는지도 모른다.”라고 말이다.

그런 면에서 마음과 의식의 신비를 풀기 위해 수행하고 공부해 온 달라이 라마가 티베트 승려들과 함께 이 책을 읽고 극찬했다는 사실은 흥미롭다. 현대 과학의 위대한 발견과 성취를 충실히 따르는 동시에 현대 과학이 아직 풀지 못한 영성과 신비의 영역에 이르기까지 깊은 통찰과 질문을 선사하기 때문이다. 

신경과학은 단순히 세포의 기능을 연구하는 것을 넘어, 인간의 본성을 탐구한다. 인간의 발달에서 정서적 관계를 포함한 경험들이 뇌의 구조와 기능을 형성한다는 점을 설명한다. 인간은 공포와 폭력의 본능도 있지만, 자비, 신뢰, 사랑, 공감을 위한 엄청난 능력을 갖추고 있으며 이것이 인간의 가장 자연스러운 행동 경향임을 보여준다. 

마음과 의식이 물질적인 뇌와 어떻게 관련되는지에 대한 현대 과학의 가장 큰 미스터리를 다루는 이 책은, ‘나’라는 존재의 근원으로서 내 의식과 마음을 들여다보고 싶은 지적 독자들에게 탁월한 선택이 되어줄 것이다. 나는 누구인지, 우리가 누구인지에 대한 근원적인 질문을 던지는 모든 이에게 권한다. 

글. 우정남 기자 insight1592@gmail.com