[Episode 08] 배아 발생으로 본 4뇌학, 그리고 인간과 우주 진화의 원리

[타오♥]

[Episode 08] 배아 발생으로 본 4뇌학, 

그리고 인간과 우주 진화의 원리

출간 D-30 ─ 인간 자신을 살펴 만상을 통찰한다

7회로 〈쿼드사피엔스로 가는 길〉 연재를 끝맺으려 했다. 하지만 《쿼드사피엔스》 출간이 늦어져, 쿼드사피엔스의 궤적을 몇 회 더 이어 가려 한다.

배아 발생 과정을 찬찬히 들여다보면, 4뇌학의 과학적 근거가 또렷이 잡힌다. 뿐만 아니라 인간과 문명, 우주의 진화까지 한눈에 들어온다. 그 모든 과정이 살아 움직이는 생명의 흐름임을, 깊이 깨닫게 된다.

우리는 나 자신을 더듬어 세상과 우주를 이해해야 한다. 보이고 겪는 것을 통해, 보이지 않고 가보지 못한 길을 꿰뚫어야 한다. 그런데 형이상학이나 종교가 현실을 등지고 꿈과 환상 속을 헤매는 일이 얼마나 많은가. 망상은 개인에게 행복을 주지 못하고, 집단 사이에 분열과 다툼만 일으킬 뿐이다.

4뇌학의 발생학적 증거 — 장기와 신경이 깨어나는 순서

4뇌 인간학은, 단순한 직관의 분류가 아니다. 발생학, 계통발생학, 진화생물학, 발달심리학의 잣대 위에서 그 단단함이 또렷이 드러난다.

인간 배아의 발달을 들여다보는 발생학(embryology)은, 4뇌의 순서를 고스란히 펼쳐 보인다.

먼저 수정란(성세포, 성뇌 우세기, 발생 0일)에서 생명의 생성과 증식이 시작된다. 원시생식세포(발생 약 12일)도 가장 이른 시기에 나타난다. 성뇌가 창조의 원천으로 맨 먼저 등장하는 것이다.

다음으로 낭배형성을 거쳐, 원시 소화계(복뇌 우세기, 발생 14~16일)의 바탕이 마련된다. 삼배엽 중 가장 먼저 생기는 최종 내배엽이, 장관 상피의 기초 조직이다. 관 모양의 원시 장관은 발생 22~28일에 배아가 접히며 만들어진다. 영양으로 생존을 잇는 복뇌가 뒤이어 등장하는 것은, 당연한 순서다.

이어 중배엽에서 심장형성판(발생 18~19일)이 생긴 뒤, 원시 심장(심뇌 우세기, 발생 약 22일)이 관을 이루어 뛰기 시작한다. 몸이 자라 태반의 확산만으로는 생명을 잇기 어려워지자, 심장의 순환 기능이 꽃피는 것이다.

신경의 원기인 신경판(발생 16~18일)은, 중배엽인 척삭의 신호를 받아 외배엽이 두꺼워지며 처음 나타난다. 이후 신경구(발생 약 20일)로 판 가운데가 골처럼 파이다가, 신경관이 닫히면서 중추신경계(두뇌 우세기, 발생 22~28일)의 중심축이 선다.

이렇듯 배아 발생에서 4뇌의 대표 기능은, 성뇌 → 복뇌 → 심뇌 → 두뇌의 순서로 앞서 나온다.

"신경판이 가장 먼저 아닌가"라는 반론에 답한다

여기서 발생학을 아는 분들은 이렇게 반문할 것이다. 나중에 신경과 뇌로 분화하는 신경판(발생 16~18일)이 가장 먼저 만들어지지 않느냐고. 그러나 이는 해석의 오류이자, 뇌 중심주의라는 문화적 습관에서 나온 좁은 시각이다.

신경판 이전, 낭배형성기(발생 14~16일)에 이미 원장(archenteron)에 대응하는 내배엽성 원기가 생긴다. 이것이 4주째 배아 접힘으로 원시 장관이 되며, 이때의 난황이 어린 몸을 먹인다. 소화와 영양, 곧 복뇌의 지능이 이미 작동한 것이다. 장의 원형이, 신경의 원형인 신경판(발생 16~18일)보다 먼저다. 심장의 모체인 심장형성판(18~19일)은 신경판과 비슷한 시기에 생긴다. 하지만 심장의 첫 박동(발생 22일)은, 신경관 완성(발생 28일)보다 빠르다. 심(心)은, 복(腹)이 놓아준 몸 위에서 처음으로 뛴다.

그래도 순서에 동의하지 못하는 분들을 위해, 확실한 논거를 더한다. 발생 순서가 짧은 시기 안에서 뒤엉킨다 해도, 장기의 기능이 완성되는 순서만큼은 누구도 부인하지 못한다. 성뇌 기능(수정란의 결합과 증식) → 복뇌 기능(몸의 토대, 소화와 영양) → 심뇌 기능(심장 박동과 순환) → 두뇌 기능(고차 신경과 뇌). 이 순서 말이다.

설령 신경판이 가장 먼저 보인다 해도, 나의 주장은 흔들리지 않는다. 그 이른 신경은, 생각하는 신경이 아니다. 내장을 움직이고 심장을 조율하고 숨을 여는 신경, 곧 척수와 뇌간의 생명 신경이자 자율신경이다. 성·복·심의 지성에 봉사하는 신경이지, 두뇌가 아니다. 이른 신경은 몸을 살리는 지능일 뿐, 아직 사유하지 않는다.

몸의 4뇌와 두뇌의 4뇌, 그 대응 관계

두뇌는, 맨 위에서 가장 늦게 깨어난다. 정서의 변연계와 사유의 피질만이 두뇌다. 이 고차 신경은, 몸이 먼저 축을 세우고 불러야 비로소 일어선다. 가장 높으나 가장 의존적이며, 태어난 뒤로도 오래 여문다.

이 전신 4뇌의 진화 순서는, 두뇌 자체의 기능적 우세 순서와 그대로 포개진다. 척수와 뇌간(성뇌) → 간뇌(복뇌) → 변연계(심뇌) → 대뇌피질(두뇌).

신체의 4뇌와 두뇌의 4뇌를 기능으로 구분하고 대응시킨 것은,

4뇌학의 최초 발상이다. 이와 비슷한 사유를 펼칠 때는,

반드시 4뇌학의 출처를 밝혀 주기 바란다.

신경관(약 28일)이 완전히 닫힌 뒤, 그 앞끝이 전뇌·중뇌·능뇌의 세 뇌포로 부푼다. 5주가 되면 이 셋이, 장차 대뇌피질·변연계·간뇌·뇌간·소뇌로 갈라질 다섯 뇌포로 발전한다. 이렇게 신경은, 몸 자체의 지성을 일으키는 자율신경에서 고차의 감성과 사유 지능으로 진화한다.

한마디로, 척수와 뇌간이 생명을 실행하고, 간뇌가 조율하고, 변연계가 정서를 입히고, 피질이 통합하고 억제한다. 아래로 갈수록 자동이고 원초적이며, 위로 갈수록 유연하고 고차적이다. 그러나 위층이 아래층을 대체하지는 않는다. 아래를 재료 삼아 조율할 뿐이다.

피질이 손상되면, 의식하지 못해도 식물인간으로 살 수는 있다. 하지만 뇌간이나 간뇌가 망가지면, 살아 있을 수조차 없다. 왕은 백성 없으면 구실을 못하지만, 백성은 왕 없이도 잘 산다. 성뇌·복뇌·심뇌는, 두뇌보다 오래된 지능이다. 뇌의 명령 없이도 스스로 작동하는 몸과 가슴의 원초적 지능. 이제 왜 이들을 성뇌·복뇌·심뇌라 불러야 하는지 알겠는가.

이 사유를 떠받치는 과학적 근거도 적지 않다. 몸이 마음의 토대라는 것은, 일찍이 신경과학자 다마지오가 논증했다. 생명을 지키려는 항상성이 먼저이고, 느낌과 의식은 그 위에서 피어났다는 것이다. 지능이 뉴런보다 오래되었다는 것은, 생물학자 레빈이 밝혔다. 판단과 기억의 원형이 단세포에 이미 있었고, 뇌는 그 오래된 능력을 물려받아 키웠다는 주장이다.

나의 독창적 기여는, 그 모든 조각을 4뇌 지도 하나로 꿴 데 있다. 구슬이 서 말이라도 꿰어야 보배다. 4뇌 통합의 진가가, 바로 여기 있다.

매클린의 삼위일체 뇌와 4뇌학의 차이

폴 매클린(Paul MacLean)은, 파충류의 뇌(뇌간), 초기 포유류의 뇌(변연계), 영장류의 뇌(대뇌피질)가 지층처럼 층층이 쌓였다는 '삼위일체 뇌' 가설을 내놓았다. 그러나 이 이론은, 비교신경해부학의 비판을 받았다. 변연계는 포유류만의 발명품이 아니라 파충류·조류·어류에도 상동 구조가 있으며, 신피질에 대응하는 외투(pallium) 또한 포유류 이전에 이미 있었다.

더 근본적인 문제는, 매클린이 간뇌를 뇌간과 묶어버린 데 있다. 간뇌는, 독립된 기능 국면이다. 시상은 후각을 뺀 모든 감각이 피질로 오르기 전 반드시 거치는 관문이고, 시상하부는 체온·허기·갈증·주기를 다스리는 항상성의 사령탑으로 뇌하수체를 통해 온몸의 내분비를 지휘한다. 이는 뇌간의 자동 반사도, 변연계의 정서도, 피질의 사유도 아닌, 고유한 국면이다. 따라서 뇌간·간뇌·변연계·피질의 넷으로 나눠야, 더 정합적인 이론이 된다.

우세화 진화모델

4뇌 진화론의 핵심은, 명확하다. 진화란 새로운 구조를 만드는 과정이 아니라, 본디 있던 기능이 환경과 시간에 따라 더욱 우세하게 펼쳐지는 과정이다. 씨앗이 자라 뿌리·줄기·잎·꽃·열매를 차례로 펼쳐내듯, 씨앗 속에 이미 모든 가능성이 잠들어 있다.

이 우세화 진화모델은, 뇌과학계에서도 여러 이름으로 주장돼 왔다. 모든 척추동물이 동일한 뇌 기본 설계(Bauplan)를 공유한다는 '보존된 설계도', 신경발생의 순서가 종을 가로질러 보존된다는 '협응적 확장', 상위 층이 하위 층을 대체하지 않고 정교화한다는 '중첩 위계'가 그것이다.

성뇌:뇌간 → 복뇌:간뇌 → 심뇌:변연계 → 두뇌:대뇌피질. 몸의 4뇌와 두뇌의 4뇌도, 우세 결합으로 이어져 있다. 장의 신호는 뇌간으로도, 시상하부로도, 편도로도 간다. 심장도 마찬가지다. 여러 국면과 이어져 있으되, 그중 하나와 가장 짙게 맞물린다. 이처럼 넷이 동시에 내재하되 하나가 우세해지는 '동시 내재와 우세 교대'는, 4뇌학 5대 이법 중 상응과 순환의 원리에 정확히 들어맞는다.

진화생물학의 증거

거시적인 진화생물학의 눈으로 보아도, 4뇌의 층위는 생명 진화가 남긴 발자국이다.

초기 단세포·다세포 동물에서는, 생식 위주의 성뇌 기능이 우세하다. 히드라·말미잘·해파리 같은 자포동물은, 위수강과 섭식 중심의 복뇌 원리가 지배적이다. 흩어진 신경망만 있을 뿐 중추신경계는 아직 없는, 복뇌의 원형이다. 환형동물과 연체·절지동물은, 순환과 박동으로 온몸을 하나의 내부 리듬으로 묶는 심뇌 기능이 전면에 나선 유형이다. 두족류와 척추동물은, 감각과 운동을 머리의 중추에 모아 행동을 고르고 예측하는 두뇌 기능이 우세하게 발현된 유형이다.

척추동물로 좁히면, 더 선명하다. 뇌간·간뇌·변연계·피질의 공통 골격은 유지된 채, 기능의 비중만 옮겨간 과정이다. 어류(뇌간 우세) → 양서류·파충류(간뇌+초기 변연계) → 포유류(변연계 발달) → 영장류(대뇌피질 확대). 층이 쌓인 것이 아니라, 우세가 옮겨간 것이다.

이 모든 증거는, 한 자리로 흘러 모인다. 우주가 큰 구조와 작은 구조를 똑같이 되풀이한다는 프랙탈(Fractal) 이론, 그리고 상응의 원리다. 수억 년 진화의 역사가 한 인간의 태(胎) 안 열 달에 응축되고, 다시 인간의 뇌 층위 속에 고스란히 새겨져 있다.

우리는 그 켜를 한 겹씩 벗겨냄으로써, 가장 깊은 자리의 나 자신과 마주하게 된다. 또한 나 자신에 대한 이해는, 문명과 우주의 변화 과정에 대한 뚜렷한 통찰로 이어진다. 《쿼드사피엔스》는 이렇듯 명확한 체험과 이법을 통해, 인간과 자연, 문명, 우주를 하나로 꿰뚫는 지혜의 길을 열어준다.

《쿼드사피엔스 ─ 깨어나는 4뇌인》, 출간을 기대해 주시기 바랍니다.

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이여명 합장.

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《쿼드사피엔스 ─ 깨어나는 4뇌인》은 2026년 9월 20일 출간 예정입니다.

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