지난 2세기 동안 뇌신경과학의 발전은 프란츠 갈을 중심으로 국소주의자localizationist들과 그 반대 진영인 분산주의자distributionist의 논쟁으로부터 발전하였다. 현재는 ‘뇌자체의 관점’ 즉 뇌는 뉴런의 공간과 시간을 유기적인 연속체로 융합해 ‘존재감’을 포함한, 우리가 실제 보고 느끼는 모든 것을 창조해 내는 제작자라는 관점으로 발전하였다. 이와 더불어 기술의 발전이 융합하여 뇌-기계 인터페이스(BMI)라는 혁명적인 신경생리학 패러다임으로 발전하고 있다는 사실을 알게 되었는데, 이는 내가 알고 있던 개별적인 뇌연구가 어떤 흐름 안에서 시행되었는지 알게 도와줌으로써 이해의 폭을 확장시켜 주었다. 특히 저자는 뇌의 활동을 뇌 세포의 앙상블이 빚어내는 웅장한 심포니에 비유하였는데 비유가 인간의 이해에 얼마나 중요한가 새삼 깨닫게 되었다.
뉴런 하나는 행동을 유발하거나 생각을 만들어 낼수 없으며 중추신경계의 진정한 기능적 단위는 뉴런 집단(신경 앙상블, 세포집합체)이라고 한다. 이런 기능적 배열을 ‘뉴런의 분산부호화distributed neural coding’라 부르며 행동을 발생시키는데 필요한 정보를 단일뉴런이 아닌 뉴런 집단이 처리하고 이런 생각의 집단부호화 전략 population-coding scheme을 통해 뇌가 크게 손상입지 않는 한 환자가 신경학적 기능 이상의 증상을 보이지 않게 하고 복잡한 메시지를 전달하는 데 있어 단일뉴런부호화 보다 훨씬 효율적으로 움직일 수 있게 한다고 한다. 뇌는 여러 회로로 구성되어 있고 그 회로가 끊기거나 변형이 올 때 기능이상이 온다는 사실을 좀 더 학문적으로 이해하는 데 도움이 되었다. 앞으로 내가 더욱 구체적으로 공부해야 하는 생명현상에는 미지의 영역이 많음을 느꼈다.
저자는 인간의 뇌가 단일 뉴런이 아니라 연결된 뇌세포 집단으로 작동함을 넘어서서 주도적으로 자신이 몸담은 신체와 주변 세상의 정보를 수집한다고 하였다. 이러한 능동적 정보추구가 ‘뇌자체의 관점brain’s own point of view’을 유지시킨다고 한다. 뇌 자체의 관점이란 다음의 세가지 조합을 말한다. 1) 뇌가 축척해온 진화적 개인적 삶의 역사 2)주어진 어느 한순간에서 뇌의 전체적인 동역학적 상태 3)몸과 외부 세상에 대한 내부적 표상이다. 이는 인간이 복잡한 세상을 인지하는 방식뿐만 아니라 신체상과 존재감을 느끼는 방식에도 영향을 미친다고 한다. 만약 뇌의 작동 기전이 완벽하게 밝혀진다면 이는 우주 탄생의 비밀을 푸는 것과 견줄 만하다고 생각했다. 뇌의 신비가 속속들이 밝혀질 날을 기대해 본다.
BMI(brian-machine interface) 연구는 새로운 치료도구나 재활장치를 만들어 내는 데 초점을 맞추고 있다. 따라서 가까운 미래에 척수 외상성병변이나 퇴행성 신경질환에 의해 신체 마비로 고통 받는 사람에게 전신 기동성을 회복해 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 연구에 가장 큰 장애물인 고해상도의 뇌 활성 표본을 수집할 수 있는 비침습적인 방법이 개발된다면 증강인류augmented human가 되어 아바타를 통해 불가능하게 여겼던 것을 일상적으로 행하게 될 것이다. 나아가 뇌가 신체에서 완전하게 해방되어 뇌 의식 네트워크, 즉 집단으로 생각하는 뇌 네트워크의 일부가 되어 진정한 ‘정신적 결합’이 가능할 수 있다. 이는 예전에 본 트랜센던스 영화가 실제 현실에서 일어난다는 이야기인데 저명한 학자가 비슷한 것을 언급하니 두려움과 설렘이 동시에 느껴졌다. 연구가 현실화 된다면, 인류의 진화에 내가 앞으로 해야 할 일이 무엇일지 고민한 시간이었다.