뇌, 가장 위대한 내비게이션 : 길을 찾는 평범한 능력은 어떻게 인간의 지능을 확장하는가

크리스토퍼켐프

저자:크리스토퍼캠프
영국웨스트대학교에서응용생물학을공부하고신시내티대학교에서역학및생물통계학으로석사학위를취득했다.이후뉴질랜드오타고대학교에서근무하다가2010년부터미시간주립대학교에서파킨슨병의권위자인캐릴소트웰(CarylSortwell)교수와함께연구중이다.
분자생물학자로서신경퇴행성질환을연구하던켐프는뇌의깊고어두운영역에서벌어지는마법같은일에매혹된다.그의관심을사로잡은것은‘길찾기’로,이일상적인행위는인간정신의비밀을밝힐실마리가된다.
뇌와뇌세포,신경세포의‘작은우주’를구석구석탐험한켐프는자신과주변과학자들의연구결과를종합해이책을썼다.여러실종자와그들의흔적을쫓는수색대,눈을감고도길을찾는놀라운능력의소유자들,그들의뇌에서밝혀낸길찾기능력의신비로움,그것이인류의생존과진화,문화와언어에미친영향,내비게이션과스마트폰으로가득한현대에달라지는뇌의구조,심지어길찾기장애까지,경이로운이야기들로가득한이책은인간이란곧길을찾는존재임을알려준다.

역자:홍경탁
카이스트전기및전자공학과를졸업하고대학원에서경영과학석사학위를받았다.이후대기업연구소와벤처기업에서연구원으로일했다.그동안해보지못했던일을찾던중에번역의매력에빠져번역가의길을걷게되었다.《공기의연금술》《폭염사회》《길잃은사피엔스를위한뇌과학》《우아한방어》《데이터자본주의》《콜드스타트》등을번역했다.

저자의말

1장어맨다엘러,길을잃다
집어삼켜지다│나는왜지도를보면서도길을잃을까│뇌에답이있다

2장길찾기의시작과끝,기억
해마라는아름다운연구대상│발작과건망증│기억은어디에저장되는가│기억과길찾기는구분할수없다│가장외로운죽음│미로가뇌에대해알려주는것들│모든뇌는지도제작자다│지도를뛰어넘는인지지도│해마와미상핵의차이│기억이길을찾는다

3장장소세포라는길잡이
공간의근거│호그와트를탐험할수있는이유│위치암호화패턴│공간과비공간을아우르는미스터리│짧고기이한파동│뇌는뇌의주인보다빠르다│전극,또는fMRI│1만6000킬로미터짜리지식│가상현실에서길찾기│길찾기에나선바다영웅│GDP와젠더그리고길찾기

4장우리머릿속의나침반과격자
별의소리를듣다│기이하면서도우아한시스템│머리방향세포가가리키는곳│격자를발견하다│어떠한환경에서도유효한지도│길찾기능력을보조하는세영역│같은공간에서다른점찾아내기│우리는왜‘문’으로출입할까│집안에서길을잃다│고장난뇌가말해주는것들│자기중심적인동시에타인중심적인존재

5장길을찾도록진화한존재
호모사피엔스라는상징주의자│공간인식이라는결정적차이│라텍스로재현된과거│6만5000년의공백│두정엽이커지다│가정법없는언어│실험실에서만들어진네안데르탈인의뇌│수렵하는남성,채집하는여성이라는신화│길찾기능력과성평등│인지지도를공유하는능력

6장수많은정보를통합하는능력
한편어맨다엘러는│추측항법의대가,사막개미│몸으로기억하다│뇌의모든영역을활성화하는길찾기│정보를통합하지못한다면│길치의뇌│추측은추측일뿐이다│쇠똥구리와인간의공통점

7장오직길찾기능력과관련된장애
팀북투의동쪽어딘가│독백에빠진뇌│“항상길을잃었어요”│지도를잃어버린사람들│억울한길치들을위한모임│장애자가진단

8장유전자에새겨지는경험
치마네족은길을잃지않는다│평균의함정│똑같은뇌는없다│피할수없는조건,유전│모차르트효과와신경가소성│문화가다르면길도다르다│변형되는커넥톰│길찾기의사회적·역사적차원

9장GPS와내비게이션,그리고쪼그라드는뇌
GPS가일으키는사고│엉망이된알고리즘과혼란한상호작용│편리함의대가│해마가침묵하다│우거진도시의증가하는엔트로피│GPS라는감옥│기능을잃는뇌│기억을자극하는새로운GPS│길찾기재활│자기뇌를사용하라

10장어맨다엘러,길을찾다
가장복잡한인지작업│길찾기라는미스터리

부록1야생에서길을잃었을때해야하는일
부록2길찾기를잘하는법
감사의말

주
찾아보기

“모든뇌는내비게이션이다!”
길을찾는평범한능력을열쇠삼아
인간지능의비밀을풀어낸
‘길치’생물학자의매혹적인두뇌탐사기

“우리존재에관한예상치못한즐거움과지식을동시에안겨준다!”
_오상진(방송인)

“시처럼아름답게쓰인뇌이해.”
_데이비드이글먼(스탠퍼드대학교뇌신경과학자)

우리는어떻게플롯이복잡한영화나난해한언어로쓰인시를감상하고이해할수있을까?어떻게가족과친구,직장동료등수많은사람을구분해관계맺고소통할수있을까?어떻게시간의흐름을따라과거를기억하고미래를예측할수있을까?어떻게침대에편히누워VR헤드셋을쓴채로광활한오픈월드게임을즐길수있을까?얼핏서로무관해보이는일들이지만,한가지공통점이있다.바로‘길찾기능력’과관계된다는것이다.
지금까지과학자들은우리가수행하는각각의일을관장하는각각의뇌영역을찾고자애써왔다.가령인지능력이궁금하면전두엽에전극을꽂거나,욕망의원리가궁금하면스캐너로변연계의신경영상을촬영하는식이었다.그러다가뇌의거의모든영역이활성화되는순간을발견했으니,바로우리가길을찾을때다.이놀라운발견은인간을정의하는각종지적활동이모두길찾기능력에서비롯됨을의미한다.누군가가집안에서화장실을찾아갈때그의뇌는복잡한수학난제를푸는것만큼이나(또는그이상)활성화된다!
물론본인이‘길치’라고해서지능에문제가있는것은아닌지,너무걱정할필요는없다.뇌는쓰는만큼좋아진다.실제로해가지면집근처에서도길을잃는저자지만,분자생물학자로서고도의연구활동을문제없이이어가고있다!이러한사실에매료된저자는뇌의이곳저곳을연구해온여러과학자의도움을받아길찾기능력과지능의관계를파헤치고는,그결과를이책에담아냈다.‘길찾기능력의뇌과학’으로불릴만한이책은평생쉬지않고지도를그려내는뉴런들,그것이인류의생존과진화,문화와언어에미친영향,내비게이션과스마트폰으로달라지는현대인의뇌구조,심지어실종자의뇌에도사린길찾기장애까지,흥미로운이야기로가득하다.무엇이우리를“미래로나아가게,상상하거나기억했던공간으로전진하게”하는지궁금한사람이라면,저자의안내를따라뇌라는미로의구석구석을탐험해보자.길찾기능력의경이로움에서답을찾게될것이다.

“뇌는하나의거대한지도다”
우리가몰랐던뇌의진짜작동방식
저자에따르면우리의뇌는거대한지도그자체다.이사실은과학자들에게“원자를쪼갤수있다는사실이나DNA가나선구조로되어있다는사실”에필적할만한것으로여겨진다.우리가생각하는존재임을증명하고,또생각의작동방식을보여줬기때문이다.이머릿속지도를‘인지지도(심상지도)’라고한다.
인지지도개념은1948년에최초로제기되었다.하지만영국의신경과학자인존오키프가‘장소세포’를발견한1978년전까지여전히많은과학자가인간을환경에반응하는기계로,가령벨소리에침흘리는개정도로여겼다.그런데장소세포가판도를뒤집었다.인지지도의기초가되는장소세포는말그대로장소와관련된다.이때단순히장소에반응하는것을넘어,장소의이모저모를기억하고,관련된정보를종합하고,다른모습을상상하고,더나은판단을내리는데이바지한다.한마디로장소세포는생각한다!오키프는생각의가장강력한생물학적증거를발견한공로를인정받아2014년노벨생리학·의학상을받았다.
과학자들은1987년에‘머리방향세포’를,2005년에‘격자세포’를추가로발견했다.이세가지뉴런은기본적으로우리가길을찾을때활성화되지만,그외에현실에서무언가를경험할때도,즉어디를가든,누구를만나든,무언가를보거나읽든,그것을뇌에지도처럼그려낸다.가령과거는현재보다‘앞’에있고,미래는‘뒤’에있다.상사는내‘위’에있고,부하직원은‘아래’에있다.내친구는단골식당점원보다더‘가까운’존재다.장소세포와격자세포,머리방향세포는이러한‘구조적지식’을끊임없이만들고갱신하며인지지도를채워간다.우리는그지도상의‘경로’를따라수많은지식의관계와맥락,경향과인과를이해한다.이처럼생각은길을찾는것처럼이뤄진다.“즉인지지도가우리의뇌를감독”한다.
그결과인간은지구상에서유일하게미래를예측할수있는동물이되었다.가령장소세포는우리의행동을현실보다20배빠른속도로앞서경험한다.그런만큼인지지도는“우리가올바른결정을내리게해주기때문에매우중요하다”.

“연결되고확장하며나아간다”
길찾기능력이바꿔온세계,바꿔나갈세계
미래를예측하는인지지도는인간의생존과진화에큰영향을미쳤다.저자는이를밝히기위해4만년전으로거슬러올라간다.바로그때길찾기능력이호모사피엔스와네안데르탈인의명운을갈랐다.
우선호모사피엔스가아프리카를떠나세계곳곳으로퍼져나간것부터길찾기능력덕분이었다.반면에네안데르탈인은유럽을떠나지않았다.이보다더욱결정적인증거가언어나종교같은문화에서드러난다.과학자들은이를살펴보기위해화석이라는타임머신을이용한다.즉두개골화석을스캔하거나라텍스를채워넣고굳혀과거의뇌를재현하는것.심지어유전자일부를채취해인공뇌(오가노이드)를배양하기도한다!이렇게만들어진뇌를해부하면,호모사피엔스와네안데르탈인의삶을엿볼수있다.
결론적으로호모사피엔스의두정엽은네안데르탈인보다컸다.두정엽은공간능력을관장하는대표적인뇌영역인데,연장선에서시간이나수학적개념등의추상적맥락을이해하는데도영향을미친다.실제로물리학자아인슈타인은일반인보다큰두정엽을가졌다.
이러한두정엽의힘을빌려호모사피엔스는‘상징주의자’가되었다.그들은삶의경험과소망을뒤섞어벽화를그리고,사후세계를상상하며의식을치렀다.무엇보다‘가정법’을개발했다.‘언덕을오르면유리한고지에서들소떼를사냥할수있을거야’같은생각처럼가정법은호모사피엔스에게새로운기회와가능성을선사했다.이로써호모사피엔스는인지지도를따라수많은경우의수를따져가며더나은결정을내릴수있게되었다.
오늘날길찾기능력은호모사피엔스에게또다른기회를주고있다.그문을열고있는것은인지지도를활용해VR관련신기술을개발중인과학자들이다.얼마전에발표되어화제를불러일으킨,인지지도(특히격자세포)는현실과가상을구분하지않는다는한국과학기술연구원(KIST)의연구가대표적이다.즉우리가실제로어딘가(집,학교,회사등)를갈때든,VR헤드셋을쓰고3D그래픽으로구현된화성을탐험할때든,인지지도는똑같이활성화된다.이로써인지지도는우리를“둘러싼세계를무한대로확장”한다.이는VR기술의상용화와고도화에긍정적인영향을미칠것이다.오늘날호모사피엔스앞에펼쳐진것은지금까지“결코알수없었던또다른세상”이다.

“스마트폰의지도앱을꺼라”
지능을높이는길찾기능력활용법
이책에는과학자들뿐아니라수많은실종자와길치도등장한다.특히책의시작과끝을장식한어맨다엘러의이야기가인상적이다.2019년5월의어느날,하와이에사는35세의요가강사인엘러는자주걷던5킬로미터길이의짧은등산로에서길을잃었다.2주넘게수색이이어졌지만,열대우림의미로속에서그녀를찾기란쉬운일이아니었다.그녀의운명은어떻게되었을까?그녀는왜익숙한곳에서길을잃었을까?
저자가엘러같은사람의일화를들려주는까닭은,그들의뇌가길찾기능력에대해많은것을알려주기때문이다.가령심각한길치라면,‘발달지형학적방향감각상실장애(DTD)’라는유전병을앓고있을가능성이크다.그들의뇌는인지지도와관련된뉴런들의연결성이심각하게떨어진다.반대로유독길을잘찾는사람이라면,선천적으로정보통합능력이뛰어날수있다.길을찾으려면목적지와내위치,방향과고저,랜드마크와기타지형지물,걸린시간,이동한거리등의정보를통합해야한다.뛰어난길잡이들은누가가르쳐주지않아도,본능적으로이런일에능숙하다.심지어선천적인시각장애인중에서도시각정보대신청각정보나촉각정보등을훌륭히통합해길을찾는사람들이있다.
그렇다면길찾기능력은유전으로만결정되는것일까?그렇지않다.환경에도크게영향받는다.2016년부터2년간전세계수백만명을대상으로진행된실험은공간능력의성차란신화에불과하다는것을밝혀냈다.즉여성은남성만큼길을잘찾는다.다만여성의사회활동을가로막는문화가그들에게후천적으로불리하게작용했을뿐이다.
저자가특히경계하는것은GPS기술이다.오늘날GPS기술은우리삶의일부가되었다.이제아무도랜드마크나종이지도를보며길을찾지않는다.액정위에서반짝이는화살표를따라갈뿐이다.너무나편하지만,이는“길찾기능력을약화”한다.우리가스마트폰의지도앱을보고길을찾을수록,우리의뇌는“기능하지않은채침묵”하게된다.
길찾기능력은곧지적능력과연결되므로,이는큰문제다.심지어뇌의물리적인구조자체가바뀌기도한다.특히장소세포가많이분포된기억중추인해마가쪼그라든다.이러한손상은알츠하이머병이나파킨슨병같은퇴행성신경질환의첫단계가될수있다.이에대한저자의처방은간단명료하다.자신의뇌를사용해길을찾아라!어쩌면완전히길을잃었을때야말로가장좋은기회일지모른다.머릿속인지지도를따라우선한발짝을내디뎌보라.이작은시도가뇌의지능을높이고통제권을되찾는시작점이될수있다.