붓다의 깨달음과 뇌과학, 문일수, 2023

[홍신자]

🐲2024002, 붓다의 깨달음과 뇌과학, 문일수 지음, 2023, 총357쪽

"왜 괴로움은 스스로 찾아올까?"
"우리의 뇌가 태생적으로 그렇게 만들어져 있기 때문이다."

그러면 괴로움을 없애는 방법은 없을까? 이 책에서는 있다고 한다.
뇌를 걱정없음 상태에서 강화하면 된다는 말이다.사실 우리 뇌에는 860억 개의 신경세포가 있기 때문에 우리는 깨어있는 16시간 동안 6,200가지의 생각을 한다. 그 가운데서 좋은 생각을 할 때를 지속적으로 연접강화(synaptic potentiation)를 하고 나쁜 생각이 들 때는 지속적으로 연접저하(synaptic depression)를 하면 괴로움이 사라진다는 것이다. 1천조 개나 되는 연접들의 연결강도가 마음 씀씀이에 따라 역동적으로 변할 수 있는데 이 역할을 하는 것이 신피질인 우리의 전전두엽 (prefrontal)이라고 하니 내가 구포유류 두뇌를 가진 털 많은 동물이 아니라 신피질을 가진 인간이니 얼마나 다행인지 모르겠다. 나는 나의 행복을 스스로 예측하고 계획하고 창조할 수 있으니 말이다.

이 책은 뇌과학자인 문교수님이 자기의 경험과 지식을 결합하여 일반인들이 이해할 수 있는 범위로 뇌과학과 불교 명상을 연결하여 알려주는 점이 특징이다. 뇌를 눈으로 직접 보는 것처럼 많은 뇌 그림, 뇌 사진,기본모드신경망 사진, 뇌파 사진 등등을 차곡차곡 실었고 그 이미지에 대한 설명을 문교수님과 같은 공간에서 직접 스크린을 보면서 차근차근 설명하는 것처럼 책을 써 놓아서 뇌에 대해 좀 자세히 알고 싶었던 나로서는 매우 흥미진진하게 읽을 수 있었다.

다음은 뇌에 관한 이 책의 설명들을 발췌한 것이다. 나는 명상보다는 뇌과학에 관심이 많아서 내가 기억하고 싶은 뇌에 관한 요점을 정리했다.


뇌의 신경축은 척수 위에 먼저 뇌줄기가 생겨났고 그 위에 둘레계통, 맨 위에 신피질이 가장 나중에 출현했다. 또한 뇌는 가운데에서 바깥쪽으로 팽창하였다. 그래서 뇌는 하나의 공 모양을 이룬다. 뇌는 아래에서 위로, 안쪽에서 바깥쪽으로 신경축(neuroaxis)을 이룬다고 할 수 있다. 사람 뇌는 신경축에 따라 아래에서 위로, 속에서 밖으로 진화하면서 크게 보면 4단계의 구조물(뇌줄기, 둘레계통, 사이뇌, 대뇌피질)을 형성했다. 4단계의 뇌구조물은 우리 생활의 모든 면들을 조절한다.(294).

뇌에도 가치 계통이 있는데 우리 뇌는 너무 많은 입력 정보에 노출되어서 정보의 가치를 평가하여 취사선택한다. 뇌에 있는 가치 계통(value system)의 기능인데 가치 계통은 대뇌와 뇌줄기의 공조로 이어지며 여러 가지가 있다. 특별한 환경(특별한 가치가 있는 상황)에서 뇌의 활동을 가속시킬 수 있는 체계를 제럴드 에델만(Gerald M. Edelman)은 가치체계라 했다. 가치쳬계의 신경세포들은 뇌줄기에 위치하며 일종의 그물형성체들이다. 이 신경세포들은 매우 크며, 거대한 축삭은 뇌의 넓은 부위로 뻗는다. 이들이 분비하는 신경전달물질을 신경조절자(neuromolulator)라고 한다. 목표신경세포들의 활성을 조절하기 때문이다. 가치체계의 신경전달조절들은 표적 대뇌신경세포들의 활성을 증가시키고 대뇌의 기능을 가속시키는 일종의 '가속페달'이다. 4가지 가치쳬계가 있는데 세로토닌 계통(기분조절), 도파민 계통(보상회로), 노르에피네피린 계통(노르 아드레날린: 환기 조절), 아세틸콜린 계통(각성 조절)이다. (295)


뇌는 매우 복잡한 신경회로이다. 뇌는 신경세포가 서로 연결되어 만들어진 신경회로가 모인 것이다. 신경세포는 축삭이라는 긴 가지를 뻗어 다른 신경세포에 연결한다. 뇌에는 많은 신경세포가 있기에 사람 뇌의 축삭을 모두 하나로 연결하면 약 176,000km나 된다. 이것은 지구 적도를 4바퀴 반이나 감을 수 있는 길이이다. 뇌 전체에 860억 개의 신경세포가 있고 대노피질에만 140~160억 개가 있다고 한다. 그리고 하나의 신경세포는 5천~1만 개의 다른 신경세포와 연결되어 있는데 공간적으로 11차원으로 연결되어 있다. (35)

뇌는 여러 가지 기능을 동시에 실행하는 기계 장치이다. 보고, 듣고, 촉감을 느끼고, 냄새를 맡고, 맛을 구별하는 등등 동시다발적으로 일어난다. 뇌의 정보처리는 계층구조(hierarchy)를 이룬다. 생명체든 사회이든 모두 기능적 층계구조를 이룬다. 그 층계구조를 따라 정보는 위로 올라가고 위층은 아래층을 관리한다. 뇌의 모든 정보는 처리과정을 거치면서 전전두엽(prefrontal cortex, PFC)로 올라간다. 전전두엽은 뇌기능 전체를 총괄하는 CPU라고 보면 된다, 전전두엽도 하나가 아니라 계층구조를 이루고 있다. 뇌의 CPU들은 구조적으로 일단 분리되어 배치되어 있다. 대뇌, 소뇌, 사이뇌, 간뇌 등으로 구분되어 있고 각각의 구조는 하위기능을 갖는 하부구조로 구성된다. 대뇌는 중심고랑 뒤쪽으로는 감각기능, 앞쪽으로는 운동기능을 하고 맨 앞에는 뇌 전체 기능을 총괄하는 전전두엽이 있다. 감각기능도 오감에 따라 각각 처리하는 구역이 달리 배치되어 있다.

정보를 통합하는 뇌 부위를 연합영역이라 한다. 연합영역이 뇌의 대부분을 차지한다. 그만큼 뇌에서 일어나는 대부분의 정보처리는 서로 복잡하게 연결되어 있다. 시각정보와 청각정보는 연합영역에서 서로 만나기 때문에 서로에게 영향을 미친다,

각각의 신경세포는 100mV 크기의 활동전위를 생성하여 다음 신경세포에 전달한다. 전기를 전달받은 신경세포는 다시 활동전위를 만들어 그다음 신경세포에 전달한다. 신경회로에는 이렇게 활동전위가 흐르는데 이 신경회로에 활동전위가 흐르면 마음이 생성된다. 신경회로 자체가 마음은 아니다. 신경회로의 활성은 몸의 근육과 분비샘을 자극하여 마음을 표현한다. 컴퓨터에 내장된 전자회로(뇌신경회로)에 전기가 흐르면서 영상(마음)이 나타나는 것에 비유된다.

구조적으로 보면 신경회로는 신경세포들이 연결된 것에 지나지 않는다. 하지만 신경세포가 연결된 신경회로은 신경세포가 갖지 못하는 전혀 다른 차원의 기능을 발휘한다. 마음을 만드는 것이다. 단순히 신경세포가 모여있다고 마음이 만들어지는 것이 아니라 서로 특정한 방식으로 연결되어 활동할 때 마음이 만들어진다. 신경세포 하나하나는 마음을 만들지 못하지만 신경세포들이 연결된 신경회로의 활성은 마음을 창발 emergence 한다. 뇌와 마음의 관계는 전구와 빛의 관계이다. 전구(뇌)의 코일(뇌신경회로)에 전류가 들어오면 (뇌신경회로가 활성을 가지면) 빛(마음)이 생긴다.

뇌신경회로의 활성과 인식 사이에는 의식 consciousness 라는 진입단계가 있다. 뇌신경활성이 의식으로 진입되어여만 인식한다. 우리는 의식 속으로 들어온 정보만 인식한다. 이는 의식 속으로 진입하지 못하는 뇌활성도 많이 있음을 의미한다.

뇌에는 수많은 뇌활성이 동시다발적으로 일어나는데 의근이 그 많은 뇌활성을 모두 감지핳 수 없다. 의근은 강한 뇌활성을 위주로 감지한다. 또한 한 번에 하나의 뇌활성만 감지한다. 따라서 우리는 뇌에서 일어나는 극히 일부부만 인식하며 대부부은 무의식 활동이 머문다. 그런데 무의식 활동도 우리의 뇌는 흔적을 남겨 암묵기억을 형성한다. 사실 뇌에는 암묵기억이 대부분을 차지한다. 암묵기억은 우리 행동과 마음의 밑그림을 그린다. 암묵기억은 마음의 기본 지형도가 된다. 마음이 생기는 흐름의 관점에서 보면 암묵기억이 먼저 작동하여 밑그림을 그리고 그 밑그림을 바탕으로 의식에 드러나는 마음이 생성된다. 결국 우리의 성격과 성향은 우리가 살아온 경험이 만든 뇌지형, 암묵기억에 의해 결정된다.

성인 남성은 1분에 평균 6.5개의 마음 전환이 일어난다. 하루 16시단 깨어 있는 동안 6,200가지의 생각이 일어난다. 하나의 신경세포는 5천~1만 개의 다른 신경세포와 연결되어 있으니 매우 빠른 속도로 연관된 다음 신경망으로 흘러가게 된다. 새로운 정보는 연관된 기존의 신경망에 연결되어 형성된다. 그 연결을 시냅스synapse 라고 하는데 그 신경망에 속한 신경세포들 사이의 연결이 더 강하게 된다. 연결이 강하다는 것은 그 신경망에 전류가 더 잘 흐른다는 뜻이다. 더 강해진 신경망을 통하여 전류가 더 잘 흐르면 그만큼 더 강한 마음과 기억이 된다.

여기서 연접가소성 synapse asticity 을 살펴볼 필요가 있다. 신경세포들 사이의 연결인 연접은 사용할 수록 더 강허게 연결된다. 반면에 신경망을 사용하지 않으면 연접의 연결은 약해진다. 연접의 연결강조가 변할 수 있는 성질을 연접가소성이라고 한다. 신경망의 활성은 기존의 연접을 더 강하게 할 뿐 아니라 새로운 연접을 생성하기도 한다. 이러한 과정을 통하여 연접가소성은 새로운 기억을 생성하고 기존의 기억을 강화하든가 약화, 더 나아가 망각하게 한다. 이것을 장기연접강화 long -term potentiation LTP, 장기연접저하 long-term depression LTD이라하고 이는 장기기억을 생성하든가 망각하는 연접기전이다.

따라서 기억을 지우는 유일한 방법은 그것을 회상하지 않는 것이다. 그러기 위해서는 다른 생각에 몰두해야 한다. 이는 뇌신경과학적으로 매우 합리적이다.

뇌와 마음은 서로 의존적인데 뇌-마음 계통 brain- mind system으로 이해해야 한다. 뇌가 마음을 만들지만 반대로 마음이 뇌를 변화시킬 수 있다. 마음이 뇌의 구조를 바꿀 수 있고 바뀐 뇌는 달라진 마음을 만들 수 있다. 내가 어떤 마음을 가진다는 것은 그 마음을 만드는 뇌신경망을 활동시킨다는 것이다.


'내가 원하는 것'과 '실제로 세상에 존재하는 것'의 차이가 바로 나의 괴로움의 근원이다. 그렇게 되기를 원하는 내 욕심과 내 망상과 내 어리석음 즉 나의 잘못된 자아에서 괴로움이 나오는 것이다. 나의 자아가 '탐(貪)' '진(瞋)' '치(痴)' 오염되어 번뇌가 나온다.

이를 뇌과학으로 설명하면 다음과 같다.

우리가 마음이라고 부르는 것은 뇌가 행하는 일련의 기능이다. 모든 마음은 뇌의 기능이다. 인식하고 있지 않을 때의 수동적 마음을 바왕가라고 정의하는데 이것은 뇌의 기본모드신경말이라고 볼 수 있다. 기본모드신경망은 무의식 상태에서도 작동한다.
외부자극이 있으면 바왕가는 능동적 인식활동에 자리를 양보하는데 이때 강한 외부감각정보를 인식하는데 17찰나(약 0. 23초)가 걸린다고 한다. 하나의 마음이 일어났다 머물고 사라지는데 걸리는 시간을 1찰나로 보면 17찰나라는 짧은 시간 동안에 뇌는 바왕가를 밀어내고

예비 • 변환ㅡ>입력•수용 ㅡ>검토•결정 ㅡ>업형성•여운

이라는 인식 통로를 거쳐 한 번의 인식을 끝낸다.
뇌과학은 이를 다음과 같이 설명한다.
갑작 소리를 들려주었을 때 머리 정수리에 나타나는 뇌파를 신호 ㅡ 연관 뇌파전위라고 한다. 저게 뭐지?라는인식을 하고 0.2~0.3초가 걸려야 반응이 나타난다. 이것은 17찰나와 같은 시간이다. 인식과정의 시작은 두정덮개 ㅡ 뇌섬엽에 있는 전두 ㅡ 두정신경망의 기능이다. 두정덮개 ㅡ 뇌섬엽에는 거대한 VEN 신경세포가 있다. 거대한 팔다리를 뻗고 있다가 신화가 지나가면 재빨리 잡아서 필요한 곳으로 멀리 보낸다. 뇌 속에서 뇌활성 신호를 감지하는 의근(意根)일까?