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READING NOTES · 2009

뇌, 생각의 출현

책을 읽으며 남긴 문장과 생각입니다.

 지향성은 세 가지 속성이 있습니다. 통일성, 전체성, 목적성이죠. 이것이 의식의 정의일 수도 있습니다.

 마음, 의식, 생각, 언어. 우리가 흔히 쓰는 말이죠. 잠시 정리하고 가야할 것 같습니다. 먼저 마음입니다. 마음은 엄밀히 말해서 과학 용어는 아닙니다. 마음은 과학 용어로 의식이죠. 의식에 감정, 느낌, 상징, 언가가 포함되어 있습니다. 생각은 언어에 의해 진행되는 것입니다. 그러니까 생각이 곧 언어입니다.

(마음=의식, 생각=언어. 좀 거칠구만...)

  2003년 WMAP 관측위성과 최근 천묵학의 발전이 우리 인류에게 가져다준 것은 크게 두 가지입니다. 첫째, 우주의 나이가 137억 년임이 명확하게 확정되었다는 거죠. 둘재, 우주 전체를 구성하고 있는 에너지의 73%가 암흑 에너지이고 23%가 암흑 물질로 되어 있음을 발견한 겁니다.

 초기 우주의 네 가지 힘 가운데 플랑크 타임(Planck Time 빛 알갱이 포톤이 존재 가능한 최소 공간 플랑크 길이를 빛의 속도로 지나간 물리적으로 의미있는 측정 가능한 최소 시간 단위) 경과 후, 즉 10-43초의 찰나적 순간이 지나고 나서 맨 처음에 분리되어 나온 힘이 중력입니다. 10-35초의 순간에 분리되어 나온 힘은 강한 상호작용이죠. 흔히 얘기하는 원자력입니다. 그리고 10-12초 지난 후에 약한 상호작용과 전자기 상호작용이 분리되어 나옵니다. 10-6초, 즉 100만분의 1초가 지난 후 쿼크가 결합하여 양성자와 중성자 같은 하드론 입자들이 형성되죠. 빅뱅에서부터 3분쯤 지나면 수소 원자핵인 양성자와 헬륨 알파 입자의 합성이 완료되죠.

 파인만은 중력이나 원자핵력을 제외하고 우주에 존재하는 대부분의 것들은 다음 세 가지 사건으로 설명할 수 있다고 했죠.

  • 광자가 여기에서 저기로 움직인다.
  • 전자가 여기에서 저기로 움직인다.
  • 전자가 광자를 흡수하거나 방출한다.

 대칭이 깨어질 때만, 화학 작용이 일어날 때만, 크고 안정된 분자들이 나타날 때만, 환경에 영향을 받지 않는 사건이 선택적으로 일어날 때만 기억은 마음이 출현하게 이끈다.

 다세포 동식물, 특히 다세포동물의 중요 전략은 이 중추신경의 진화입니다. 다세포동물이 되면서 각각의 단세포들은 자율성을 포기해야 합니다. 포기해야만 하나의 동물 시스템이 되는 거죠. 예를 들어 심장의 세포가 원래 가지고 있던 유전정보를 자유롭게 다 발현한다면 심장에도 털이 날 수가 있고 간 세포를 만들어버릴 수도 있습니다. 그러면 하나의 독립된 생명체가 될 수 없는 거죠. 그래서 각각이 모여 전체가 되면서 전체를 위해 각 세포의 자유, 자율성을 포기하여 그 결과 다세포 생명체가 생겨나게 된 겁니다. 그렇게 해서 궁극적으로 이나스의 표현대로 '함께 죽는 메커니즘'이 개발된 것입니다.

 심장이 잘못되었든 뇌 세포 덩어리가 잘못되었든 간에 어떤 동물이든 죽을 때는 살아 있는 근육 세포까지 몇 분, 길어도 몇 시간 내에 다 같이 죽습니다. 세포 각각이 자율적 분화 가능성을 포기하고 자신이 속한 세포 집단에 자신의 운명을 맡긴 것이죠. 이것이 다세포 생명체가 군체와 근본적으로 다른 점입니다.

 의식의 뿌리는 무엇이냐. 단세포성 생명체가 가지고 있는 운동성이죠. 이나스는 이를 한 문장으로 요약합니다. " 생각은 진화적으로 내면화된 움직임이다."

 운동과 의식을 뇌의 진화로 추적해보면, '그것이 바로 그것'이라는 많은 증거들이 있습니다. […] 그런데 이 멍게 유충은 바위에 붙어 자라기 시작해 성체가 될 때 척색과 척수를 삼켜 소화시켜버립니다. 움직일 필요가 없기 때문이죠. 움직일 필요가 없을 때 동물은 뇌가 필요 없습니다. 이것이 바로 운동과 척수 그리고 뇌의 진화가 아주 밀접하다는 증거입니다.

 세 가지 '그것이 바로 그것이다'를 이야기했습니다. 첫째, 자기와 전기는 같은 것이다. 둘째, 물질과 에너지는 같은 것이다. 셋째, 우주의 에너지와 우주 시공의 휘어짐(곡률)은 같은 것이다. 여기에 한 가지 덧붙이겠습니다. '사고가 바로 운동이다.'

 출력의 양상은 다섯 가지로 나타나는데, 이 출력 중 가장 중요한 것은 율동(리듬운동)이죠. […] 그리고 무의식적 자율운동, 지향운동, 거시자세운동, 미세운동.

 대약 22억 년 전부터 산소가 대기 중에 농축됩니다. 지금은 대기 구성 성분의 21%가 산소지만, 지구 초기 약 20억 년간은 대기 중에 산소가 거의 없었죠. 산소가 없는 대신 대기는 질소 70%와 이산화탄소로 구성되었었죠. 그래서 샤크베이의 스트로마톨라이트 암석들을 '살아있는 생명체의 융단'이라고 하는 겁니다.

 뉴런(신경세포)은 본질적으로 하나의 배터리다.

 학습, 민감화(long-term sensitization), 습관화(long-term habituation)도 이런 시냅스가 얼마나 많아지느냐, 얼마나 적어지느냐에 따라 일어나는 현상입니다.

 전두엽은 비교, 예측, 판단을 하고, 두정엽은 공간지각을 하며, 측두엽은 사물과 인간의 얼굴에 대한 기억을 주로 담당합니다.

 1차 의식이라는 것은 언어가 생성되기 전에 형성되는 것으로, 인간이나 개 또는 고양이 정도의 포유동물이 가지는 의식이다. 1차 의식은 기억된 현재다. - 에덜먼

 고차 의식으로 가며 언어를 매개로 기억이 생성되면서 하나의 장면이 담긴 스냅사진들을 연결하여 드라마를 만든 결과, 우리의 과거, 현재, 미래가 형성되고 그 과정에서 셀프라는 자아의식이 생긴다. - 에덜먼

 인식 작용은 불교에서 말하는 색色, 수受, 상想, 행行, 식識 등 다섯 가지 감각 작용과 정신 작용으로 구성된, 오온五蘊에서도 상온想蘊에 해당되는 것입니다.

 현 상황에 관여된 정보를 모아서 비교와 판단을 하는 작업 기억을 의식과 동의어라고 보는 학자들도 있습니다.

 복제자(DNA)가 생명 드라마의 주인공이라면, 효소(ATP)는 조연이 아니라 공동 주연이다.

 우리(세균) 관점에서 생물들을 보면, 당신네 진핵생물들은 그런 잰체하는 태도를 곧 버릴 것이다. 당신들을 이루는 세포들 자체가 우리 세균들이 10억 년 전에 발견한 낡은 기술을 똑같이 재현하는 세균체들이기 때문이다. 당신들이 떠난 후에도 우리는 여기에 남을 것이다.

 이성적 판단, 정확한 판단을 하기 위해서는 감정이 풍부해야 한다!

 신경조절물질은 주로 뇌간에서 초 단위로 분출하는 아세틸콜린, 도파민, 세라토닌, 노르아드레날린을 말하고, 신경전달물질은 대뇌 신피질에서 천분의 1초 단위로 나오는 글루탐산과 GABA(가바) 등을 가리키는 것입니다.

 지각이 하는 일의 바탕이 되는 것은 예측, 즉 쓸모를 염두에 두고 아직 일어나지 않은 사건들 기대하는 것이다. 예측이야말로 반사와 전혀 다르게 본질적으로 목표 지향적인 뇌 기능의 핵심이다.

 뇌는 어느 시점에서나 '오직 이 순간에 무엇을 아는 것이 중요한가'를 기초로 작용한다는 것이 분명하다. 실제로 선택의 여지가 없다. 뇌는 다른 것을 할 시간이 없다!

 에덜먼 이론의 핵심은 시상-피질계와 뇌간-변연계, 이 두 시스템이 진화적으로 만나서 1차 의식이 형성된다는 것입니다.

 내용은 아무 것도 없습니다. 마음에서 내용이 다 사라져버린 것이죠. 내용이 무엇입니까? 생각, 언어, 감각이죠. 생각, 언어, 감각이 다 사라져버리고 순수한 인식 상태만 남는 것이죠. 여기서 중요한 귀결이 자아가 없이도 인식이 가능하다는 것입니다.

 불교의 기본 교의인 삼법인(제행무상, 제법무아, 열반적정)의 제법무아 상태가 분명히 뇌 과학적으로도 가능합니다.

 다마지오의 이론에 따르면, 좁은 의미의 정서는 크게 세 가지로 나눌 수 있습니다. 기본 정서, 사회적 정서, 배경 정서. 우리가 흔히 이야기하는 정서, 감정이 바로 기본 정서죠. 분노, 공포, 즐거움 이런 것들이 기본 정서입니다. 사회적 정서는 명예, 자부심, 수치, 갈등처럼 무리 지어 살면서 형성된 것이죠. 배경 정서는 내장과 관절에서 올라가는 고유 감각이 우리 신체를 전체적으로 모니터링하여 감각의 바탕 상태를 형성하는 거입니다.

 무의식적 뇌의 상태. 코흐의 이론에서 좀비 시스템이 바로 이겁니다.

 감정과 기억은 거의 대부분 동일한 회로를 사용하고 있습니다. 그래서 감정과 기억은 서로를 강화해주며, 어떤 감정은 기억 인출에 도움을 주죠. 감정이 풍부한 사람이 기억력이 탁월한 것입니다. 그리고 기억력이 탁월한 사람은 좋은 학습자가 되죠.

 상식과는 달리 성질이 급하거나 화를 잘 내는 것이 판단력에 도움이 됩니다.

 정보와 정보를 변형시키고 새로운 정보와 정보를 연결시키는 정보의 편집이 바로 창의성을 키우는 과정이라는 겁니다. 창의성은 어디서 갑자기 툭 떨어져서 생기는 것이 아닙니다. 쌓인 정보에서 편집이 일어나고 새로운 정보가 더해지는 과정에서 새로운 문제에 대한 해답을 내는 것. 이것이 바로 창의성입니다.

 전자기 상호작용은 크게 네 가지 결합력으로 나눌 수 있습니다. 공유 결합, 이온 결합, 금속 결합, 수소 결합.

 계산할 수는 없지만 건조량으로 볼 때 미토콘드리아의 양은 내 몸의 나머지 양과 맞먹을 정도가 아닌가 싶다. 그렇게 보면 나는 호흡하는 박테리아의 대단히 커다란 움직이는 식민지라고 할 수 있다. 그리고 그 박테리아가 그들의 동료들을 즐겁게 하며 생명을 유지시키기 위해서 세포핵과 소기관과 신경세포로 이루어진 복잡한 시스템을 운전하고 지금 이 순간에는 타기기를 두들기고 있는 것이 된다.

 일단 생식세포와 체세로로 된 생명 주기를 갖고 있으면 불멸성은 생식세포에게 양도된다. 이것은 체세포에게 생식체를 만들 의무를 면제하고 생식체를 전달하는 전략에만 집중할 수 있게 한다. 그리고 생식체를 만들어야 하는 압박에서 자유로워진 다세포 진핵생물들은 상상할 수도 없는 온갖 복잡한 구조를 만들었다.

 신체 기관들은 생식세포의 전달을 책임지기 위해 최선을 다하고 죽게 되어 있다. 우리의 뇌도, 따라서 우리의 정신은 나머지 체세포와 함께 죽게 되어 있다. 이때 우리는 인간 존재의 핵심적인 아이러니의 하나에 도달한다. 즉 지각력 있는 우리의 뇌는 자기 죽음의 전망에 대한 깊은 실망과 슬픔, 두려움을 느낄 수 있는 유일한 기관이라는 것이다. 그러나 우리 뇌의 존재는 바로 생식세포와 체세포를 분리하기로 결정하고 죽음을 발명했기 때문에 가능하게 된 것이다. -구디너프

 양자통계역학의 대표적인 법칙의 첫 번째가 맥스웰-볼츠만 통계, 두 번째가 페르미-디락 통계, 세 번째가 보즈-아인슈타인 통계입니다.

 물리 세계를 이해하는 다섯 가지 방정식

  • 뉴턴의 제2방정식. F=ma.
  • 슈뢰딩거 방정식. 양자역학의 출발점.
  • 디락 방정식. 슈뢰딩거 방정식을 특수상대성이론과 결합한 형태. 반물질, 반입자 개념 도출.
  • 양-밀 방정식. 위를 포함하며 대칭원리를 내세움.
  • 아인슈타인의 중력 방정식.

다섯 개의 통합... 대통일장 이론.

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