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뇌의 진화

김해동 | 2013.05.22 12:02 | 조회 2902

세상이 어떻게 오늘날의 눈부신 발전을 이룩할 수 있었을까?

 

진화를 통해 천천히 그러나 끊임없이 변화해왔기 때문이다.

 

세상은 생물체와 무생물체로 이루어져있다. 생물체는 생명을 가지고 있고, 그 생명이란 자기 복제를 하는 시스템이다.복제과정에서 약간의 변이도 일어나고, 암수 배우자의 유전자가 섞이며 다른 형질의 유전자가 탄생하고, 또 유전자에서 우연히 어떤 변화가 일어날 수 있고, 이 변화가 유전 될 때 돌연변이도 일어나는데, 이 돌연변이는 대부분 생존에 불리하게 작용하지만 아주 드물게 유리하게도 나타난다.이렇게 재배열된 유전인자가 그때 주어진 환경에서 생존에 유리하게 작용된다면 그 인자를 가진 개체가 살아남고, 더 많은 종족을 번식할 확률이 높아지고 다른 종에 비해 개체의 수가 증가한다.

 

다윈 진화론의 핵심은 자연이 개체들 중에서 환경에 적합하고 우수한 개체만 선택하여 번식이 가능하게 하고,열등한 개체들은 도태시킨다는 자연선택이다.만약 이 자연선택이 없다면, 열등한 개체들도 우수한 개체와 마찬가지로 자유로이 번식할 수 있었으며, 생물은 어떤 변화도 가져올 수는 없었을 것이고,오늘의 발전된 세상은 없다. 이보다 더 냉엄한 경쟁이 있는가? 환경은 우리가 변화에 성공하든 실패하든 관심이 없다.그냥 못 따라오면 도태시킬 뿐이다.

 

40억년 전에 스스로 복제할 수 있는, 후에 유전자로 불리는 분자가 나타났고 그것들은 생존의 명수가 되었으나, 홀로 자연 속을 떠돌기에는 원시자연이 너무 위험해 졌다. 그것들은 생존기계를 만들어 그 안에서 안전하게 생존을 유지하게 되었다. 약300만종의 생물 개체가 바로 그렇게 만들어진 생존기계로 개체자체가 생존을 추구하는 것은 그 개체를 구성하고 있는 세포들 속에 있는 유전자가 복제를 통하여 영원히 생존하도록 보호하기 위한 것으로 그것이 개체의 유일한 임무인 것이다. 자손을 지키는 것은 자손에게 복제된 유전자를 살리기 위함이고, 같은 유전자를 공유한 부모에게는 인색하며,자식에게는 한없이 너그러운 것이 복제된 유전자의 번영을 위하는 본능의 자연스러운 발로이다.

 

인간 유전자는 다른 300만종의 유전자들보다 현재까지 우월해 보이는 인간이라는 생존기계를 만들고 그 안에 안주하였다. (최종적으로 지구에 살아남을 종이 바퀴벌레라면,인간 생존기계가 바퀴벌레 생존기계 보다 우월하다는 것에는 모순이 있다.) 인간 유전자가 영원한 생존을 유지하도록 인간 몸을 만들고, 그것을 관리하기 위하여 『뇌』라는 조정 탑(Control Tower)를 만들고 생존이라는 절대 절명의 사명(Mission)을 본능으로 심어놓아 인간이 그 통제 밖으로 나가 생명이 위험에 빠지지 않도록 원격조정하고 있다. 인간의 모든 행위는 생존본능에서 나오고, 그 행위는 생존본능을 위하여 이루어진다.생존본능에 의한 행위가 자연선택을 받을 때 그 종족이나 개체는 번성할 수 있었고 그렇지 못한 종족, 개체는 힘겨운 생을 지탱하다가, 일찍이 지구상에서 사라졌다.

 

종족번식은 DNA가 영원히 생존하는 가장 중요한 수단으로 개체의 생존보다 더욱 중요한 본능이다. Dawkins에 의하면 복제된DNA가 늙은 개체를 버리고 새로운 개체로 갈아타는 것이다.

그 생존본능을 실현하기 위하여 더욱 세부적이고, 구체적으로 행위를 유도하고, 제어하는 체계적 실현지침(Guideline)이 필요하다. 그것이 바로 인간의 감정욕구로 뇌 속, 대뇌 변연계(Limbic)에 심어놓고 인간의 모든 행위를 관장한다.

우리는 생존을 위하여 밥을 먹지 않는다. 배가 고파서 밥을 먹는 것이다. 생존을 위하여 에너지가 필요하고,에너지를 쓰면 혈당이 떨어지고, 배가 고파진다.결과적으로 음식을 먹어 생존을 영위하지만 우리의 행위는 식욕이라는 감정욕구가 시키는 대로 한 것에 지나지 않는다. 우리가 생존이라는 고귀한 사명(Mission)인 생존을 위하여 위험한 짓을 안 하는 것이 아니라 두렵기 때문에 조심하는 것이다.공포감정을 담당하는 편도체 (Amygdale)가 제거된 원숭이는 겁 없이 나무 사이를 날라 다니다가 떨어져 죽고, 편도체를 제거한 생쥐는 큰 뱀에 호기심으로 접근하여 뱀을 놀라게 하지만 결국 뱀에게 잡혀 먹힌다.이와 같이 감정은 자제해야 할 대상이 아니라 인간을 포함한 개체들이 생존할 수 있도록 도와주는 핵심 지침서인 것이다.

 

감정이 시키는 대로 따라 해야 생존할 수 있는 확률이 높았다. 약간의 문제는 생존본능을 실현하기 위한 유전자의 메신저인 감정의 핵심요소들이 수백만 년 전 지구환경에서 생존하기 위하여 만들어졌고, 아주 천천히 진화되어왔기 때문에 수 많은 감정요소들 중에 일부 감정욕구가 현재 환경에 맞지 않는 엉뚱한 방향을 자주 제시한다는 것이다. 이제 음식물이 넘쳐나고 과다한 영양이 공급이 되는 환경임에도 불구하고,모처럼 사냥에 성공하면, 한참 동안 다시 사냥할 수 있는 보장이 없던 수렵시절을 아직도 기억하는 감정욕구는 우리에게 폭식을 유도한다. 영양과다로 아동성인병 위험에 처한 살찐 자녀가 음식을 줄이고,굶으면 부모의 의식은 자식이 건강을 다시 찾기 바라나, 무의식에서는 자식이 배를 주리니 마음이 아프다.

 

그러다 보니 감정은 절제되어야 하고, 배제되어야 하는 대상으로 인식되었고, 참는 것이 가장 큰 미덕인 세상이 되었다.서양의 기독교, 중동의 이슬람교 등의 종교가,동양에서는 유교가 인간의 감정을 극도로 억압했고, 학문적으로Sperry의 양뇌설이 합리적 사고를 위하여 감정적인 우뇌가 보다 논리적인 좌뇌를 사용하라고 은근히 부축이면서 감정은 항상 감시의 대상이 되었다.
감정은 무조건 배제되어야 하는 대상이 될 수 없다. 아니 그렇게 하고 싶어도 그럴 수 없다는 것을 인정해야 한다. 오히려 더 가까이 두고 연구하여 우리 삶에 보다 긍정적으로 이용하여는 것이 행복한 삶을 사는 지혜가 된다.

 

백 번 양보하여 모든 감정요소들을 좋은 감정과 나쁜 감정으로 나누어 그 중 좋은 감정만 따라 하라고 가르치는 맘 편한(?)심리치료사도 있지만 우리 뇌 속에 나쁜 감정, 좋은 감정이 따로 있는 것이 아니다. 예를 들어 일에 몰입하여 삶의 질을 높일 수 있도록 도와주는 열정 등의 감정요소는 대단히 적절하고,필요한 요소이지만 이것이 넘치면 독선으로 흐르고, 주위사람들을 몰아 부칠 여지가 있다. 욕심을 관장하는 감정요소는 이타적 행위를 방해하지만,한편 자신의 경쟁력을 높이는 데는 긍정적으로 작용할 것이 틀림없다. 같은 감정요소가 환경에 따라, 그 정도에 따라 긍정적으로도,부정적으로도 작용할 수 있는 것이다. 긍정적인지,부정적인지를 판단하는 것도 대단히 주관적이다. 그런 한계에도 불구하고 글의 의도를 쉽게 설명하기 위하여 과거 가치에 머물러있는 감정요소를 부정적 감정, 새로운 경제환경,가까운 미래환경에 적절히 적용하는 감정요소들을 긍정적 감정으로 나누어서 표현하도록 한다.

 

환경이 변하면 생존 실현지침서인 핵심 감정이 바뀐 현실에 빨리 적용해야 생존할 수 있는 확률이 높으므로 빠르게(?)진화한다. 단지 그 시간단위가 인간이 인지 할 수 있는 몇 년, 몇 십 년의 단위와 약간 차이가 날뿐이다.30억년을 생존한 유전자나, 3억여 년을 진화해온 구 뇌(변연계) 입장에서 그 메신저가 수 만, 수 천 년의 차이에 두고 변화해 왔다고 해도 전혀 늦은 것이 아닐 것이다.오히려 환경이 약간 바뀔 때 마다 그때 그때 일일이 따라 바뀐다면 오히려 생존에 더 위험 할 수 있다. 이것이 지적 사고능력을 가진 인간이 짧은 평생을 살아나가는데, 좋아하는 것을 자제하고,하기 싫은 것도 억지로 해야 하는 어려움을 주어 인생을 고달프게 만들지만, 그 보정 능력이 인간이 생존의 품질에 있어 다른 어떤 종과도 비교할 수 없을 정도의 발전을 이룩한 원동력이 되었던 것이다.

 

그 보정능력이 인간이 다른 동물들과 근본적으로 달라진 이유이고,그 보정능력은 지적 사고능력에서 왔고, 지적 사고능력은 인간의 뇌에 신 피질(Neocortex)의 면적이 커진 이후부터 생겨났다.최초의 인류로 알려진 오스트랄로피테쿠스 인이 지구에 나타난 것이 약 삼백만 년 전이라면,신 피질이 극적으로 팽창한 시기와 대강 겹친다. 그 이전의 인간의 조상은 다른 짐승들과 똑같이 원시 환경에서 생존을 경쟁했으리라.

 

신체적 기능으로 봤을 때 인간만큼 생존에 약한 개체도 보기 드물다.날기는커녕, 빨리 달리지도 못하고, 강한 송곳니나 날카로운 발톱도 없다.숨기 좋게 보호색도 없고, 몸을 보호하는 털도 없다. 위험신호에 민감하게 반응하지도 못하다.신체적 열세에도 불구하고, 인간은 자연선택에 의하여 가장 강력한 자연적응형태인 뇌를 갖추어 생존은 물론 지구를 정복하고 동물들을 사육하고, 수많은 동식물을 멸종시켰다.이제 인간은 생존에 연연하는 단계를 멀리 지나 지구의 환경변화를 좌지우지하는 주체가 되었다. 이 경이로운 기적이 단지 인간이 몸집에 비해 더 넓은 면적의 신 피질을 가졌기 때문에 이루어 졌다. 왜 파충류에는 없는 신 피질이 포유동물에만 생겼고, 인간의 뇌에서만 유난히 켜졌는지는 모른다.직립을 해 손이 자유로워져 도구를 만들어 사용하기 시작했고, 도구를 만들고 사용하기 위하여 뇌를 많이 사용하게 되고, 그때까지의 뇌(구 뇌)로는 감당할 수 없어,신 피질이 커지게 되었고, 다시 커진 신 피질 덕분에 언어를 갖게 되었고, 언어가 복잡해지면서 다시 신 피질을 자극하여 더욱 크게 키웠을 수도 있고,아니면 후에 설명될 돌연변이에 의하여 신 피질이 포유동물에 생기고 자연선택에 의하여 신 피질이 큰 인간들의 자손개체수가 더 늘었는지도 모른다.아니 신 피질을 키우는데 관여하는 두 유전자, 마이크로세팔린(microcephalin)과ASPM(the abnormal spindle-like microcephalin associated-gene)은 최근에 시카고대학의 브루스 란(Bruce Lahn)교수에 의하여 밝혀졌지만 그 유전자가 왜 영장류 특히 인간에게 생겼는지 또 다른 질문 만을 남길 뿐이다. 하느님이 인간만을 유독 사랑하사 그 유전자를 주어 인간의 신 피질을 키웠는지 그 누구도 모른다.

 

신 피질 그 중에서 전전두엽피질(Prefrontal Cortex)에서는 지각,언어, 상상,수학, 미술,음악, 계획등 우리가지능이라고 생각하는거의 모든것들이 이루어진다.신 피질에는 약 삼백억 개의 뉴런(Neuron)이 있다고 추정된다. 1953년DNA의 분자구조를 밝혀 1962년 노벨상을 수상한 Francis Crick은1994년에 발간한 놀라운 가설(Astonishing Hypothesis)에서‘정신은 뇌에 있는 세포의 창조물’이라고 했다. 데카르트가 나는 생각한다 그러므로 존재할 수 있게 한 것이 바로 신 피질에 있는 천억 개의 뉴런이었다.

 

인간의 뇌는 수 십 억년에 걸친 진화의 절정 체라고 알려졌지만 그것은 신경 계의 경우이고,신 피질은 비교적 새로운 구조로 그리 오랜 기간 동안 진화 정제과정을 겪지 않았다. 수백만 년 정도의 진화로 인간이 오늘날의 과학발전을 이룩했는데 앞으로 다시 수백만 년 동안 지구가 멸망하지 않고, 인간이 생존할 수 있어 신 피질이 충분히 진화하면 인간이 이 세상에 어떤 일을 벌일지 예측조차 못하겠다.

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