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올해 강의는 프레임이 4개이다. 4개면 브레인 거의 70-80% 장악할 수 있다. 공기돌 돌리듯이 손아귀에 들어와야 된다. 그것이 자기 지식이다. 지난 시간 프레임은 선조체와 인슐라 구조를 잘 보여줄 수 있는 그림이다. 또한 해마가 대단함이 느껴진다. 엄마 태속에서 Ventricle이 성장하면서 해마와 꼬리핵이 같이 간다. 두 개의 아치가 형성된다. 꼬리핵이 대단한 것이다. 앞쪽은 조가비핵(Putamen)과 결합한다. 선조체는 ‘운동’이 아닌 ‘행동’이라고 해야 한다. 돌멩이 날아와 피하는 것, 자전거 타는 것은 순수운동이다. 선조체는 좀 더 복합적이다. 교과서에서는 “선조체 구조는 대뇌피질의 모든 영역에서 입력을 받는다”고 하였다. 1차 피질 외에는 거의 입력을 다 받는다. 선조체가 습관반응과 행동에 가장 부합되는 부위인 Limbic(=affevtive) 루프, Motor 루프, Cognitive 루프가 동시에 돌아간다. 테니스 시합에 이기려면 첫 번째, 운동신경 10년 이상 훈련해야 한다. 순수운동이다. 두 번째는 상대의 수를 읽어야 한다. Cognitive 루프이다. 세 번째는 승부욕이다. 어떤 선수는 지면 분이 안 풀려 라켓 집어 던지고 큰대자로 드러눕는다. 승부욕이 있다는 것이다. 어쩌면 승부욕이 더 중요하다. 대부분 사람은 승부욕이 없다. 지금처럼 정보가 범람하면 더 그런데, 그런 사람을 ‘맹한 인간’이라고 한다. 브레인은 이 세 개가 분리되어 있지 않고 맞물려 돌아가는 구조이다. 수를 읽을 때는 대뇌피질이 작동해 주어야 한다. 빈공간은 어마어마한 천만 개도 넘는 섬유다발이 내려오고 있다.

부가그림 4개를 언제든지 인출해서 쓸 수 있으면 브레인 중급과정에 들어간다. 심리학에서도 대한민국이 브레인 초급과정을 못 벗어난다. 심지어 생업을 하는 사람들도 초급과정을 못 벗어난다. 특히 심리치료사, 명상치료사, 이런 사람들은 브레인 구조는 박사수준을 갖고 있어야 한다.

브레인에서 가장 중요한 개념은 스펙트럼 개념이다. Dorsal-Ventral, Frontal-Posterior 영역들이 점진적으로 처리되는 것이지 칼 긋듯이 되지 않는다. 굉장히 중요하다. 그것을 아는 사람은 논쟁을 안 한다. “이것이 맞니, 저것이 맞니” 하는 사람들은 국부적 선형논리에 갇힌 초보자이다. 실제로 브레인 안에서 일어나는 회로의 70%는 양방향이다. 30%는 순방향인데, 이때는 유니크한 특징이 있다. 모든 특질이 점진적으로 전이하는 스펙트럼 계열로 봐야 한다. 그것을 다층적이고 복합적이라고 한다.

시상의 핵도 스펙트럼 계열이다. VL은 순수운동에 가깝고, VA는 limbic으로 감정이 약간 섞여 들어가고, MD는 ‘감정+행동’으로 매우 복합적이다. MD핵의 미묘한 뉘앙스 차이를 1시간 이상 강의할 수 있어야 한다.

핵심 키워드 하이라키, 그리고 고위 맥락과 저위 맥락을 보여준다. 그래서 우리는 분리되어 있지 않다. 대부분 공부를 적게 한 사람들은 세부적 맥락에 허덕인다. 크게 브레인의 작용은 “Emotion – Cognitive – Motor” 세 덩어리로 되어 있다.

오늘은 ‘기억’이다. 브레인에서 가장 어려운 부분이다. 의식은 너무 관심갖지 마라고 하고 싶다. 땅굴을 파도 잘 모른다. 조금 공부했다는 일반인들이 굉장히 관심이 많은 분야이다. 그러나 대가들도 죽어나가는 전쟁터이다. 기억은 의식의 모든 재료를 제공한다. 기억에 대해서 얼마나 알고 있느냐가 브레인의 고급과정이다.

기억은 뭘까? 1960-70년대에는 논문에 ‘기억’을 쓰면 거부당했다. 당시는 ‘행동주의 심리학’이 팽배하였고, 실증할 수 있는 것만 학문의 대상으로 두는 도그마가 있었다. 기억을 어떻게 측정하느냐? 모두 언어로 측정하는데, 우리가 언어를 잘 모른다. 브레인이 어떻게 언어를 프로세스하는지는 어마어마하게 복합적이다. 심리학이 최대의 약점이 언어로만 측정할 수 있다는 것이다. 신경과학을 인류가 더 많이 받아들이게 된 근본이유는 심리학은 궁극적 툴이 언어밖에 없기 때문이다. 질문지 돌려서 답변받아내는 것이 전부 언어다. 언어라는 것이 얼마나 왜곡될 수 있는가? 그래서 심리학은 해석하다가 세월 다 간다. 신경과학의 단점은 엄밀한 측정은 있는데, 측정과 드러난 현상을 링크하는데는 건널 수 없는 강이 있다. 그 강만 건너면 인류는 우주의 비밀을 밝히는 만큼의 완전히 새로운 인지의 지평선이 열릴 것이다.

첫 번째, 기억에서 가장 중요한 것이, 기억은 소유하는 것이 아니고, 소유될 수 있는 것도 아니다. 기억의 저장과 인출이라는 용어는 기억을 레코드판처럼 저장하고 꺼낼 수 있다는 관점에서 만들어진 것이다. 아직도 메인 도그마이긴 한데, 프론티어들은 그러하기에는 너무나 황당한 문제들이 많이 생긴다는 것이다. 기억은 소유될 수 있는 성질이 아니다. 무슨 말인가? 봄날의 아지랑이를 소유할 수 있는가? 정확히 같은 말이다. 아지랑이는 매 순간 바뀌는 현상이다. 기억은 봄날의 아지랑이 같은 것이고, 흘러가는 강물에 새겨놓은 붓글씨 같은 것이다. 흘러가는 강물에 붓글씨 쓰면 풀어져 없어져 버린다. 오래 생각해봐야 한다.

기억은 과거가 아니라 현재이다. 분자레벨에서 밝혀졌다. 기억이라는 장을 담그어 밀봉을 해 놓았다. 기억을 인출하려면 반드시 장독대를 깨야 한다. 부수어서 끄집어낸다. 다시 봉하면 내용물이 그대로일까? 뼈가 부러지고 다시 붙으면 단단해지면서 이전과 달라지는 것과 유사하다. 기억은 항상 현재화되는 사건이다. 기억은 현재와 과거가 병치되어 있다. 기억의 강물이 흘러가고 있는데, 유일하게 내가 감각할 수 있는 세계는 현재이다. 사고실험을 해보면 바로 어제 일어났던 일을 불러와서 내가 생각한다는 이 상황이 황당하다. 지난주 일요일 이 방안의 온도를 오늘 잴 수 있는가? 이 문제와 같다. 온도는 이 안에 있는 기체분자들의 평균운동에너지이다. 어제의 공기가 오늘 그 위치에 있으리란 보장이 있는가? 그것이 가장 정확한 기억의 비밀이다.

기억을 불러와서 면밀히 볼 때 보여지는 것이 뭔가? 초등학교 봄소풍 얘기를 했다. 봄소풍을 저수지에 갔다는 것은 명확하다. 그런데 뱀이 나타났을 거라고 했는데, 실제로 나타났나? 아닐 것 같다. 기억은 소유될 수 있는 것이 아니고 단지 구성될 뿐이다. 구성된 시점이 바로 현재이다. 현재의 내 요구에 따라 구성될 뿐이지 소유되는 것이 아니다. 구성되려면 조건이 지금 당신의 심적 상태, 구체적 욕구, 필요이다. 상가집 가서 친척 만나면 “아재, 옛날에 어쩌구~” 서글픈 기억을 불러온다. 전적으로 재구성되는 것이다.

두 번째, 기억은 구성이 될 때 조건이 ‘일관성‘이 있어야 한다. 일관성이 붕괴되면 정신분열이고 잠꼬대 같은 소리이다. 일관성과 사실성이 충돌할 수 있다. 봄 소풍에 뱀을 왜 등장시켰을까? 저수지로 봄소풍 간 것은 사실이다. 어떤 사건이 있었는데, 소변을 못 가린 친구가 다시 집으로 돌아간 것은 일반적으로 생각할 수 있는 사건과 결이 다르다. 만일 봄에 저수지 풀밭에 뱀이 등장한 것은 일관성이라는 측면에서 점수가 더 높다. 약간 놀라운 이야기인데 이질적이지 않은 것이다. 일관성과 사실성이 싸우면 우리 브레인은 일관성을 택한다. 그래서 기억이 일부 허구가 될 수밖에 없는 것이다. 심하게 나타나는 것이 작화증이다. 왜 일관성이 중요한가? 일관성이 우리 셀프를 구성한다. 셀프가 일관성이 없는 것을 정신분열이라고 한다. 셀프가 일관성이 없으면 60년 전 나와 지금의 나를 어떻게 같다고 주장할 수 있는가? 개별 사실은 꾸며낼 수 있는데, 양보하면 안 되는 것이 전체의 맥락이 일관성을 가지고 있어야 한다.

세 번째, 일관성은 어떻게 생성되는가? 매 순간 회상을 통해 일관성을 확보한다. 회상력과 비례하는 것이 상상력이다. 내 과거를 일주일 동안 얼마나 불러오는가를 체크해보라. 불러오는 빈도수가 그 사람의 상상력과 비례된다는 것이 최근의 큰 주제이다. 그래서 지금 스마트폰에 매몰되는 것에 대해 우려를 한다. KTX를 타면, 바깥 자연을 보는 것이 너무나 좋은데, 1시간 오는 동안 젊은 친구는 스마트폰에서 한 번도 눈길을 떼지 않는다. 차 안에 10명이 있으면 12명이 스마트폰을 본다. 지하철 빽빽한 공간에서도 얼굴에 붙여서 스마트폰을 본다. 그런데 그 사람들이 무슨 회상을 하겠는가? 회상 안 한다. 회상력이 상상력이다. 그래서 미래가 다 사라진다. 스마트폰을 간단히 보면 안 된다. 중독이 심해서 회상력을 잃어버린다. 초 단위로 바뀌어지는 이미지의 즉각적 반응에 완전히 매몰된다.

회상의 중요성이 최근에 부각되고 있다. 키르케고르(1813-1855)가 “인생에서 가장 중요한 것이 회상력이다”고 했다. 고등학생 이하는 정상적이라도 회상력이 약하다. 아무나 회상할 수 있는 것이 아니다. 회상이 되려면 감정의 기복이 많은 어려움을 겪어야 한다. 815 특집에서 할아버지들이 일본 규슈를 갔는데, 이들이 일제 강점기 때 학도병으로 징집되어 여기서 훈련을 몇 개월 받았는데 배가 고파 나락을 훑어 먹고 잠깐 쉬는 동안에 동료들과 풍년초 담배를 피웠다. 그래서 사라진 전우를 회상하여 찾아가서 풍년초 담배를 뜯어서 훈련받은 길에 뿌렸다. 그것이 회상이다. 지금 그 능력이 사라지고 있다. 인간의 모든 인지작용의 고속도로이다.

회상은 과거를 정서를 동반하여 현재화하는 것이다. 과거를 현재화해야 내 셀프가 과거와 일관성을 갖게 된다. 그것이 없으면 일관성이 없어진다. 지금 20-30대에게 벌어지는 사건이, 미래를 상상하는 힘이 과거를 회상하는 힘에서 나오는데, 스마트폰에 빠져 회상이 안 되니 미래의 자기를 포기해 버려서 고도비만이 생긴다. 마약, 비만의 문제가 미래를 포기해서 생긴다. 미래를 왜 포기했는가? 스마트폰과 관계있다. 창밖을 보지 못하니 회상을 안 한다. 계절이 바뀐 것을 알 수 없다.

오늘 신문 보다가 울컥한 것은 국내 최초의 자동차 포니를 만든 이충구 사장이 정주영 회장이 돌아가셨을 때 자기가 만든 자동차로 시신을 운구하면서 울었다고 하였다. 그것이 회상이다. 엄청난 정서를 동반한 “내가 누군데? 나는 어떻게 지상에 왔는데?” 그리고 정주영 회장이 가난한 코리아를 자동차 대국으로 바꾼 것을 회상한 것이다. 그러면서 자기의 자아가 뿌듯해지는 것이다.

회상은 과거의 기억들을 지금 불러서 재구성하는 것이다. 단편들이 여러 군데 흩어져 있는데, 모으는 방향이 지금 현재 나의 요구이고 미래를 향한다. 과거를 기억하지 않는 사람은 미래가 없다. 정신분열되면 과거가 분열되고 미래가 없다.

오늘은 브레인 15년째이다. 1년애 20주 대략 300번을 대전에서 와서 강의를 하였다. 이것을 다시 회상할 수 없다면 얼마나 황당한 일인가? 나는 언제든지 더 통합된 버전으로 재구성할 수 있어서 칠판을 지울 수 있다. 입자물리학 우주론이 지구과학과 연결되고, 행성지구에서 출현한 생명이란 현상, 지금 이야기하는 인지작용, 감정까지도 궁극적으로 입자물리학, 우주 속의 현상이므로 연결하는 그 길로 계속 가는 것이다. 앞으로 15년이면 80세가 된다. 오늘로 15년째 중간단계가 마무리된다. 유심히 따라온 분들은 지난 3년 사이, 재구성할 수 있는 기본 블럭을 제시하였다는 것을 알 것이다.

지금의 그림들은 1년이 지나고 10년이 지나도 금방 다시 그릴 수 있다. 왜냐하면 기준점이 있기 때문이다. 기준점인 시상을 그리고, 유두체 그리고, 해마 그리고, 대뇌각 그리고 연수 그리고, 뇌실 앉히고, 선조체 앉히면 된다. 1분 만에 할 수 있다. 그래서 플랫폼이다. 이제 브레인 4개의 플랫폼이 완성되었다. 이거 풀어쓰면 200페이지 책이 될 것이다. 그림 20장 속에 다 들어간다. 플랫폼으로 만들었기에 가이드라인이 모두 있다. 대칭, 모듈, 순서법칙 속에 작동되기에 어느 위치인지 첫 점만 찍으면 된다. 관계 속에 첫 번째를 그리면 두 번째는 첫 번째가 가이드해 준다. 이것이 순서의 법칙이다. 기억에서 자유로워진다. 그러려면 초기에 5년 정도는 질리도록 기억을 해보아야 한다.

육군병장은 평상시는 탱자탱자 놀아도 상황이 벌어지면 이등병보다 3-4배 역할을 한다. 그런데 육군병장이 이등병에게 방법을 가르쳐주려고 해도 전달이 안 된다. 대부분 암묵지이기 때문이다. 본인이 해봐야 한다. 본인이 하면서 본인의 감정, 정서, 힘듦, 지루함이 정보 속에 묻어나야 언제든지 인출할 수 있다. 그림을 자대고 그리지 마라는 것도 그런 차원이다. 아이패드를 쓰지마라고 하는 것도 여러분의 손때를 뭍이라는 것이다. 우리의 브레인은 ’운동-인지-감정‘ 3개가 분리될 수 없게 돌아가는 시스템이고, 그중에 점점 약화되는 것은 감정이다. 그 사람의 지적능력은 그 사람이 살면서 얼마나 눈물을 흘렸는가와 관계된다. 눈물은 공감할 수 있는 최고의 정서적 능력이다. 지금 우리가 편안한 시대가 오면 가장 빠르게 훼손당하는 것은 어려움을 버텼던 힘이다. 전부 정서적 가치로 바뀌어지는데, 그것이 약해진다. 아이슬란드 학습탐사 갔던 사람들이 서로 정다운 것은 바람에 날아갈 뻔했던 절박한 순간을 함께했기 때문이다.

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지난 시간 그렸던 기억에 관한 플랫폼을 다시 확대하여 입체로 그린다. 노트를 돌려서 긴 방향으로 그린다. 간단한 그림이다. 그리면서 고민을 해보는 것도 공부이다. 종합적인 그림은 큼직하게 그려야 한다. 작게 그리면 에러가 생긴다. 대뇌피질을 그리고, 맞추어서 해마(Hip), Dentate gyrus(DG), Entorhinal cortex(EC)를 그리고 전체를 입체로 표현해준다. 입체로 처리하면 상황이 어떻다는 것이 보인다. 이 그림에 잔잔한 그림 5개를 집어넣을 수 있다. 그래서 플랫폼이다. 이런 그림을 안 그려보면 실제를 왜곡시킨다.

해마만큼 큰 것이 EC이다. 그리고 해마보다 더 어렵다. 굉장히 복합적이다. 해마가 기억을 만든다고 하는데, 해마를 손상시키는 것보다 EC를 손상시키면 기억이 더 광범위하게 파괴된다. 기억의 코어에는 해마가 있는데, 주위에 EC, DG, PHG(Parahippocampal gyrus), PRC(Perirhinal cortex)의 집단들이 있다. 기억은 메트로폴리탄 같은 것이다. 코어를 없앴을 때보다 주변부를 없앴을 때 더 복합적이고 심각한 기억의 훼손이 온다. 기억은 엄청난 많은 영역들이 가담한다. 오늘 강의가 끝났을 때 EC가 기억에서 얼마나 중요한가를 체크하면 된다. 해마는 다 들어 봤으나 EC는 잘 모른다. 그래서 브레인 지식이 초급에서 머문다. EC에 대해서 명확하게 입출력 관계를 정리하지 않으면 해마작용에 대해서 알 수가 없다.

브레인은 “바깥세계가 있고 내가 있다” 딱 두 가지이다. 바깥세계를 모니터링하는 대뇌피질의 고속도로를 Superior longitudinal fasciculus(SLF) 라고 한다. 세부적으로 고속도로가 10개가 있다. 세계적 대가가 조장희 박사이다. 서울에서 부산 고속도로이다. 이것이 세계이다. 후두엽의 시각, 청각, 촉각 정보가 모인 것이 전두엽으로 가는 길이다. 이쪽은 의식되지 않는다. 또한 안에 고속도로가 나 있는데, 그것이 셀프이다. 두 개의 기본고속도로이다. 경부고속도로와 KTX 철도 2가지로 생각하면 된다. 그 위로 어마어마한 차량이 지나간다. 그 차량이 중간 휴게소에 모이는데, 차량이 처음에는 감각입력이다가 점차 기억으로 바뀌어져 가는 과정이다. 신호의 10%가 감각화된다. 감각된 것의 10%가 지각이 된다. 지각되는 것 중의 10%가 기억으로 넘어간다. 어마어마한 정보를 처리하는데, 중앙집권화 되어 있기도 하고 분산화 되어 있기도 하고, 이것이 점진적으로 스펙트럼을 갖고 있다.

고속도로를 만든다. 대뇌피질의 추풍령인 Central sulcus(CS)는 가운데 언덕을 만들어준다. CS 앞쪽은 운동, 뒤쪽은 감각이 된다. 뒤쪽에 어마어마한 자동차, 기억들이 모여있다. 바둑판으로 그려준다.

기억은 있는데 ’불변표상‘으로 있다. 그것이 문자이다. 문자는 불변표상으로 바뀌어진 것이다. 시간의 때가 묻지 않는다. 영원한 실제이다. 우리가 쓰는 10만 단어장이다. 변하기는 하는데, 바뀌지 않는 단어가 적어도 수백 년 동안 연결되어 있다. 50년 전으로 돌아가면 말이 통할까? 6.25때 당연히 통한다. 100년 전은 통할까? 고종임금님 말씀 통한다. 500년 전으로 돌아가, 세종대왕? “나랏말쌈이” 통한다. 고려로 돌아가면? 고려가요인 ’정읍사‘, 그대로 읽히지 않는다. 신라의 ’찬기파랑가‘를 읽을 수 있는 것은 양주동 선생이 번역했기 때문이다. 1000년전으로 돌아가면 70-80%는 말이 안 통한다. 100년까지는 그냥 통한다. 100년 정도는 불변표상이다. 그런 의미로서 기억은 있다. 그 기억은 문자가 만들어지고 나서다. 문자를 잊어버려야 한다. 문자와 언어 때문에 브레인 공부에 어마어마한 장애가 생긴다. 인간의 실체를 못 본다. 구석기시대로 못 돌아간다. 그래서 고비사막을 가서 사방 200리 사람 한 명 없는데 툭 떨어져 봐야 한다.

브레인을 공부하는 사람이 언어에 대해 정리를 안 하면 10년 공부해도 헛다리 집는다. 언어를 빼야 명확해진다. 언어는 적어도 100년 동안은 바뀌지 않는다. 그것을 ’불변표상‘이라고 한다. 2000년 전 아소카 대왕이 세긴 비문은 지금도 읽을 수 있다. 그 기억은 명확하다. 그런 기억을 오늘 강의하는 ’기억‘에 붙이면 안 된다. 그러면 다 착각한다. 이집트 파라미드에 새겼던 그림문자. 지금도 해독하면 그대로 있다. 그런 의미의 기억은 안 바뀐다. 그런데 오늘 강의와는 아무 관계가 없다. 그것은 살짝 우리에게 덮여있는 먼지같은 것이다. 훅 불어내라. 헷갈리면 안 된다. 기억은 문자로 된 기억인가 아닌가를 구분하는 것이 첫 단계이다. 그런데 쉽게 구분 안 된다. 왜냐하면 우리가 문자언어 속에 푹 젖어 있고, 우리의 생각이 언어로 되어 있기 때문이다. 그래서 못 빠져나온다. 엄청난 사고실험을 해야 한다. 기껏 호모 사피엔스가 언어를 쓴 것이 길게 잡아도 20만 년 전이다. 20만 년 이전에도 선조는 있었다. 갈라져 나온 침팬지를 생각하라. 그리고 산업혁명 이후에 또 얼마나 바뀌었는가?

요즘 내가 사고실험하는 것이 ’인공품‘이다. 지금 우리가 만나는 환경은 인간이 만들어 놓은 것이다. 책상, 의자, 자동차, 빌딩 우리가 만든 것이다. 편리성으로 직사각형으로 정해져 있다. 기본 패턴이 대부분 직사각형이고 가장 안정적이다. 지금 이 강의실도 다 직선이다. 우리가 태어나면서부터 이런 환경에서 자랐기에 모든 것이 직선으로 되어 있는 세계에 살고 있다. 직선이 바뀌지 않으니 기억이 공고하다고 착각하는 것이다. 문자가 아니라도 우리는 인공환경에 살기 때문에 우리가 만나는 기하학적 도형들이 정해져 있는 불변이다. 그래서 고정물체에 개념적으로 빠져나오기 어렵다. 우리가 어떤 환경에 사는 것을 본인에게 물어봐야 한다. 1만 년 전으로만 돌아가면 칠판 이런 거 없다. 전부 흙집이다. 우리도 50년 전 돌아가면 초가집이 있었다. 곡선이다. 어릴 때에는 그렇게 살았으니 ’고정불변‘이라는 개념이 없었다. 그래서 첫 번째 언어를 극복해야 하고, 두 번째 인간이 만든 조형물, 이런 책상이나 자동차에 너무나 각인된 상태를 극복해야 한다. 그것이 없는 상태에서 우리 브레인은 진화를 했기 때문이다.

에델만도 “기억은 표상이 아니다”고 강조한다. 역시 대가이다. 표상은 미리 레퍼런스가 주어진 것이다. 알파벳 알고 있고, 숫자 다 알고 있다. 한글 자음, 모음을 알고 있으니 한글책을 읽을 수 있다. 책을 읽으려면 이미 배웠던 숫자나 알파벳이 즉시 반영된다. 독일말 안 배웠으면 못 읽는다. 그런 상태가 표상이다. 내 머릿속에 기본패턴을 갖고 있다는 것이다. 거기에 대한 패턴이 들어오면 즉각 알아차리는데, 기억은 그렇게 되어있지 않다는 것이다. 우리가 자동차를 기억하고 있으면 지금 보는 자동차와 비교하기 때문에 표상이 아니냐 할 수 있는데, 에델만은 기억은 표상이 아니라고 한다. 어마어마한 이야기이다. 철학가 교수들도 머리에 쥐 날 것이다. 브레인 과학이 요즘은 철학 위에 있다. 기억은 매 순간 모아지고 흩어지는, 내 필요에 의해 순간적으로 구성되는, 정해진 플랫폼이 없다는 것이다.

대뇌피질 앞쪽에도 대장이 있다. 바둑판으로 표시한다. 고속도로가 양방향인데, 뒤쪽바둑판에서 앞쪽 바둑판으로 주로 온다. 뒤쪽이 과거이고 앞쪽이 현재이다. 왜 불러오는가? 이것이 ’작업기억‘이다. 작업기억은 “현재 그 자체(Present itself)”이다. 작업기억이 작동하지 않으면 여러분의 현재는 붕괴된다. 악수하려고 손 내미는데 악수 안 하면 사회적으로 매장된다. 차가 오는데 자전거 핸들 안 돌리면 죽는다. 그것의 다른 말이 현재가 붕괴된다는 말이다. 현재를 안간힘으로 받치고 있는 것이 앞쪽의 바둑판이다. 어마어마한 과거의 기억들, 불변표상으로 되어있는 문자기억들이 있다. 문자로 된 기억과 생물학적인 기억을 반드시 구분하여야 한다.

대뇌피질 안에 하부구조가 있는데, 특히 중요한 부분이 앞에 있는 ’Anterior cingulate cortex (ACC)‘로 브로드만 25번이다. 뒤쪽이 ’Posterior cingulate cortex (PCC)‘이다. PCC 뒤가 ’Retrosplenial cortex (RSC)‘이다. RSC가 왜 중요한가? Ego-centric 좌표계를 Allocentric 좌표계로 바꾸어준다. 바깥세상의 사물은 ’동서남북‘을 이야기한다. 동서남북은 Landmark가 있을 때 좌표계이다. 내가 좌표계면 ’동서남북’이라고 안 부르고 ‘전후좌우’가 된다. 어떻게 동서남북이 전후좌우로 바뀌는가? 하나는 세계이고 하나는 셀프이다. 세계와 셀프가 소통하려면 좌표를 통일시켜 주어야 한다. 그것을 바꾸어주는 곳이 RSC이다.

“세계”와 ”셀프“, 두 개의 고속도로 밖에 없다. 두 가지 기본고속도로는 의식화된다. 브레인 안에 고속도로가 20개 정도 되는데, 명확하게 의식화되는 것은 대뇌피질의 뒤쪽에서 앞쪽으로 오는 고속도로와 지금 이야기하는 두 번째, 명상하는 사람들이나 요즘 특히 주목하는 고속도로이다. 전전두엽 영역이 5개가 되는데, 위측은 반을 나누어서 DL(dorso lateral)과 VL(ventro lateral)이라고 한다. 내측은 셋으로 나누어서 위가 DM(dorso medial), 아래가 VM(ventro medial)이고, 가운데 가장 큰 영역이 mPFC(medial PFC)이다. OFC(orbitofrontal cortex)는 밑면에 있다. 눈동자가 있는 바로 위 부위이다. 뒤쪽의 내측에 PCC 바로 위에 있는 영역을 설정해주면 PC(precuneus)로, 명상이나 디폴트모드에 항상 나온다. mPFC와 PC간의 KTX 선로를 깐다. 양방향이다. 이것을 ’셀프‘라고 한다. 의식화 되는 고속도로는 2개이다. 셀프와 바깥세계이다. 내가 있고 세계가 있다. 브레인에서 가장 큰 덩어리를 이렇게 정리할 수 있다.

이제 대뇌피질 아래쪽의 공사를 한다. 시상이 들어가고, TRN(thalamic reticular nucleus)을 그린다. 또 BS(brain stem)를 작게 집어넣는다. 시상핵은 언제든지 그릴 수 있어야 한다. 크기 비율대로 나누어서 연습해 보라. AN, VA, VL, MD, VPL, VPM, LD, LP, ILN, Pulvinar가 있다.

Pulvinar의 ventral 부분은 크게 차이가 없다. dorsal 부분이 영장류에 비해 인간이 급격하게 커진 부위이다. Pulvinar dorsal에 붙어 있는 것이 외측슬상체핵(LGN), 내측슬상체핵(MGN)이다. 구체적으로 시각, 청각을 전달하는 것은 원숭이나 우리나 별 차이가 없다. 시각처리에서 우리와 원숭이가 다른 것이 우리는 dorsal 부분이 3-4배 커졌다. <반야심경>에 나오는 조견(照見)이라든지, ”스쳐본다“, ”쬐려본다“, ”사랑스럽게 본다“ 등 ’본다‘는 용어가 왜 이리 많은가? 인간은 본다는 행위로 다 끝내버린다. 이것이 어떻게 다 가능할까? Pulvinar가 인간의 고차적 시각인 그 사람의 지식의 정도, 감정의 맥락에 맞게 시선을 돌려준다. 그래서 사람을 만나서 시선을 돌리는 것 보면 그 사람을 대충 안다. 지적 수준이나 성품까지도 나타난다. 번지롭게 눈이 왔다갔다 하는 사람은 가까이 하면 안 된다. 한쪽만 뚫어지게 보는 사람은 편집증이 있다. 중간이다. 적당하게 하고, 좋아하는 사람이 있어도 곧장 시선을 돌리지 않고 저쪽을 보는데 은근히 살짝 돌린다. 이거는 원숭이가 할 수 없다. 사내커플은 늘 옆에 붙어 있는데도 사귀는 것을 모른다. 그것을 ’안티 사가데‘라고 한다. 안티 사가데(anti-saccade), 안티포인팅(anti-pointing)이 얼마나 중요한가? 밀림에서 바나나 덩어리를 찾았는데 다른 사람이 지나가면 거기를 보면 안된다. 이를 ‘안티포인팅’이라고 한다. 안티포인팅은 인간만이 할 수 있다. 그래야 타인의 관심을 다른 데로 보내고 자신이 독차지 한다. 어마어마하게 횡재를 하면 숨겨야 하는데 폭발적인 감정에 “악”하고 소리 지른다. 영장류 연구가가 관찰하는데, 새끼 침팬지가 나무에서 놀다가 툭 떨어지니, 인간이나 침팬지 어미나 동시에 ‘악“하고 소리를 질렀다. Pulvinar는 따로 전문가적인 안목을 가져야 한다. 내년도에는 시각만 4시간 강의하고 싶다. 시각에 대한 트레킹 과정을 플랫폼을 만들고 싶다. 인간이 시각위주로 진화되어 왔다는 것을 철저히 알아야 한다. 그 흔적이 pulvinar의 dorsal구조에 있다.

항상 브레인에서는 dorsal과 ventral을 구분한다. 시상도 원래 dorsal과 ventral이 따로 두가지 핵이었는데, 진화과정에서 결합되었다는 이론이 있다. 결합되고 나서 ventral은 시각, 청각으로 분화되어 나갔고, dorsal은 좀 더 고급기능, 주위를 집중하고 통합적인 기능으로 진화되었다.

항상 잊으면 안 되는 것이 브레인은 기본적으로 ’억제‘이다. 항상 브레이크를 밟고 있다. TRN이 시상의 브레이크를 밟고 있어 감각이 올라가는 것을 막고 있다. 중요한 자극이 들어오면 열어주는데, 그럼 중요하다는 것은 누가 알까? 복합적인 어마어마한 사건이다. 대뇌피질의 이전 기억이 다 관여되어 BS로 곧장 내려온다. BS에는 판데기 형태의 핵이 들어 있는데, MRF(mesencephalic reticular formation)이다.

MRF가 뭔가? 공부를 할 때 명사를 만나면 실체가 있다. 그래서 반드시 뭔지 물어봐야 한다. 신경세포가 모였는데, 특별한 이름을 붙인 것은 도파민, 세르토닌, 노르에피네프린, ”가가 가“이기 때문이다. ”가가 간 줄 모르는 것“은 공부할 때 안 물어봐서이다. MRF라고 적어놓고 ’세르토닌‘이라고 읽으면 되고, ’노르에피네프린‘이라고 읽으면 되고, 특히 ’아세틸콜린‘이라고 읽으면 되고, ’히스타민‘이라고 읽어도 되고, ’도파민‘이라고 읽어도 된다. 입만 떼면 도파민, 세르토닌 얘기하는데 가가 간 줄 모른다. 그 센터이다. 그 센터가 브레인에 뿌려져 있는 것이 아니고 BS에 박혀있다.

여러분이 나와 다른 것이 회상력이 떨어진 것이다. 해와학습탐사 갔다와도 그때만 좋고 회상을 안 한다. 제주도처럼 일본 갔다오고 싱가포로 갔다왔다는 사람도 물어보면 이야기가 없다. 뭔데? 물어보면 이야기할 것이 없다고 한다. 그것이 회상력 때문이다. 올해 몽골 갔다오면서 가장 인상적인 장면이 있다. 사방 200리에 아무도 없는 허허벌판에 버스가 고장나서 멈추어 버스 그늘에서 쉬고 있는데, 그때 뚱뚱한 몽골아줌마가 있고, 허름한 봉고차가 있었고 큰 아들 2명과 조만한 애 1명이 있었다. 고비사막에 작렬하는 태양은 이글거리고 사방 200리에 아무도 없는데, 버스 한 대와 봉고차가 한 대 있는 장면이 그로테스크하다. 봉고차가 고장난 것이다. 우리 같으면 목숨이 왔다갔다하는 상황인데도 바캉스 나온 표정으로 태평하게 있다. 아무도 안 나타나면 저 사람들 목말라 죽을 것이라고 걱정하고 있는데, 지평선 끝에서 ”도로로로.......“ 하고 오토바이가 나타났다. 더운 날씨에 중년의 몽골남자가 누비된 한겨울 옷을 입고 내려서 아줌마에게 다가가더니 누비옷에서 코카콜라를 꺼내서 준다. 콜라 벌컥벌컥 마시고 트렁크 열더니 수리를 한다. 그리고는 오토바이 사나이는 구름같이 ’도로로로...”하며 지평선 너머로 사라졌다. 어떻게 그 장면을 잊을 수 있는가? 영화감독이라면 그 장면 그대로 영화 찍으면 된다. <월말 김어준 23년 9월호>에 이 대목을 묘사한 것을 들어보라. 묘사력, 회상력, 이것이 여러분의 미래를 결정해준다.

새벽에 사람들 없는데 고속도로 가면서 낙엽이 떨어진 겨울나무, 이십리 밖이 뚜렷이 보이는 일년에 열번 있을까 말까하는 날씨가 전개되어 있고, 그것을 느긋하게 볼 때, 초등학교 때부터 모든 기억이 뭉게구름처럼 떠 오른다. 내가 누군지? 내 공부의 원천이다. 회상력이 상상력이다. 우리가 자꾸 옛날얘기 많이 하면 꼰대라고 생각하는데 그것이 아니다. 진짜 머리가 좋고 미래에 대해서 생각하는 사람은 과거를 촘촘하게 회상하는 사람이다. 회상력이 진짜 중요하다. 회상을 하는 순간 과거가 현재화된다. 그래서 과거는 영원한 현재가 되고, 셀프의 안정성이 확보가 되고, 그때 그 인간이 제대로 서 있는 인간이다. 정신분열, 치매가 걸리면 과거가 단절된다.

미국 국회의원 한 사람이 출장에서 공항수속 다 밟고 대합실에 앉아서 공항 바깥의 비행기와 뭉게구름 피어나는 것을 보면서, 맥도널드와 콜라를 마시며 “자기 인생에서 가장 편안할 때다”라고 말한다. 그런 사람은 회상할 수 있는 사람이다. 바이든 대통령이 상원의원 시절부터 36년간을 델라웨어주 윌밍턴 자택에서 워싱턴D.C.까지 열차로 왕복 402km를 출퇴근했다. 그의 자세나 표정을 보면 “36년 동안 바깥 창을 보았구나” 하는 느낌이 든다. 회상력이다.

모든 이야기의 출발이 Somatic, Auditory, Visual이다. 망막, 달팽이관, 피부에서 온 것이다. 시상의 Pulvinar dorsal에 있는 LGN, MGN에서 중개를 해 준다. 중개를 한다는 것은 여기에서부터 방사가 어마어마하게 일어난다. LGN의 Optic radiation은 위로 가는데 100만 다발이 넘는다. MGN의 Auditory radiation은 밑으로 간다. 그렇게 되려면 BS에서 TRN의 억제를 풀어 주어야 한다. 억제의 억제는 풀어주기이다. 잠들지 않기 위해 BS는 수면중추인 VLPA(ventro lateral preoptic area)를 억제해 주어야 한다. 억제를 해주어 감각입력이 대뇌피질로 올라간다.

광화문 거리를 산책하다가 지나가는 자동차를 본 상황이다. 자동차 수백 대 행렬이 시각에서 대뇌피질로 올라온다. 4대가 내 앞을 지나갔다면 “지나갔네” 하고 더 이상 토 달지 않는다. 그것이 지각(Perception)이다. 기억과 대조한 것이다. 그중 기억에 없는 빨간자동차가 지나갔다면, 빨간자동차는 다음 프로세스로 넘어간다. 빨간자동차만 내려가는 것은 아니고 대뇌피질에서 지각된 자동차는 모두 내려간다. 다른 자동차는 지각되어도 의식화되지 않지만, 그 중 빨간자동차는 유난히 지각되어 의식화된다.

낮 동안은 기억을 하는 것이 아니다. 이것이 무슨 말인가? 낮에 공부해서 낮에 기억된 것 아닌가? 수학, 시 모두 문자로 되어 있다. 그것은 기억된다. 낮에 기억이라고 생각한 것은 시를 암송하든지 영어단어 암기하든지 수학문제 푼 것으로 99% 언어로 되어있다. 초등학교부터 대학교까지 전부 책 보고 공부했다. 문자로 되어있는 것이다, 문자는 ‘불변표상’이다. 우리는 문자를 배웠기에 재표상(re-presentation)을 한다. 책을 읽으면 기억해 놓은 문자가 다시 인출이 된다. 그래서 재표상이다. 그러나 기억은 표상이 아니다. 문자이냐 원시상태이냐 때문에 계속 헷갈린다. 낮에 기억은 모두 문자로 된 불변표상이다. 문자는 숙성할 필요가 없다. 원본이 그대로 있어 조작할 필요없이 갖다 붙이기만 하면 된다. 아이슬란드 수도가 레이캬비크(Reykjavik)라고 오늘 알았다면 가공할 필요 없이 그냥 갖다 붙이면 된다. 레아카비크는 과거이다. 과거 할아버지들이 만든 것이다. 그런데 여러분이 경험한 기억은 불변표상으로 바뀌는데까지 엄청난 시간이 든다. 내가 15년을 브레인 강의해도 잘 못 알아듣는 것과 같다. 불변표상으로 바뀌지 않았기 때문이다.

우리가 낮 동안에 기억하지 않는다는 것은 ‘일화기억(episodic memory)’을 기억하지 않는다는 말이다. 낮 동안에 보고, 듣고, 느끼고, 싸우고, 정신작용이 어마어마하게 일어나는데, 그건 뭔가? 그것은 고속도로에 차가 빵빵하게 가는 것, 두 고속도로에 관한 이야기이다. 그냥 흘러갈 뿐이다. 낮은 기억하는 것이 아니고 지각한다. “아이구, 글씨 잘 쓰네” 방금 지각했다. 낮에 기억하는 것은 전부 ‘의미기억(semantic memory)’이다. 시험공부 다 의미기억이다. 전부 문자로 되어 있기에 숙성할 필요 없는 완제품이다. 내가 조작할 수 있는 것이 아니다. 100년 동안 안 바뀐다. 그냥 갖다 꼽으면 지식이 확장된다. 그래서 인간이 우주까지 날아가게 된 것이다. 그러나 이것은 인류가 600만 년 동안 진화하는 과정에서 최근 1만 년 사이에 일어난 사건일 뿐이다. 우리 호모 사피엔스의 1% 시간에서 일어나는 껍질에 불과하다. 그것을 걷어내면 낮 동안에는 지각만 한다.

EC는 뒤쪽을 나누어서 바깥쪽을 LEC(Laterl EC), 안쪽을 MEC(Medial EC)라고 하고, 앞쪽을 나누어서 presubiculum, parasubiculum이라고 한다. subiculum은 지각(枝脚)이라고 한다. 무릎 꿇었을 때 엉덩이가 해마라면 발바닥에 해당되는 부위이다. EC는 6개층으로 되어 있어 바깥층부터 1번, 맨 안쪽이 6번(EC1~EC6)이다. 6개층은 신피질이다. EC2~3을 superficial layer, EC5를 deep layer라고 한다. 자동차를 지각한 대뇌피질 축삭은 EC2의 신경세포로 전달해 준다. EC 안에서 또 한번 시냅스 하여 LEC2와 MEC2가 내려온다.

오늘 이 강의를 들으면 해마가 뭔지 최고급 논문수준으로 이해한다. 그때서야 기억은 소유될 수 있는 것이 아니라는 것을 온몸으로 알게 된다. 인간정신 현상은 찰나적으로 만들어지고 분해되는 현상밖에 없음을 알게 되면서 “전부 다 허깨비 같은 거구나” 깨닫는다. 그런데 그 허깨비가 나의 허깨비기 때문에 소중하다. 그 허깨비가 가상의 나를 만들었고, 그것을 통해 내가 100년 동안을 살아간다. “찰나생, 찰나멸”이다.

기억은 소유될 수 있는 것이 아니고, 끊임없는 흐름이다. 그 흐름 중에 빨간자동차가 기억으로 넘어가는 과정이다. 기억으로 넘어가 저장되는 것이 있을 수 있는데, 왜 소유할 수 없다고 하는가? 기억을 불러와야 용도가 되는데, 안 쓰면 사라진다. 쓴다는 말이 무슨 말인가? 5년 전, 10년 전 저장된 기억을 불러올 때 내 상태가 다 다르다. 기억이 실체가 있어 항아리에 담긴 술이라면, 기분 좋을 때 마시는 것과 사업실패하고 마실 때 맛이 다르다. 기억은 내가 불러올 때의 심적상태가 복합적으로 기억을 불러오고 기억을 왜곡시킨다. 그런데 왜곡은 반드시 일관성을 가져야 한다. 일관성을 위해 사실성을 희생시킨다. 결국은 가상, 거짓이 이긴 것이다. 거짓이 유용하기에 살아남았다. 그래서 우리는 진화할 수 있었다.

우리 브레인은 참이냐 거짓이냐는 관심이 없다. 브레인은 전적으로 거짓으로 되어 있다. 그러기 때문에 셀프를 만들었고 그것이 위대하고 최고의 종이 되었다. 가상이고 허상인데, 바로 나의 허상이기 때문에 소중하다. 그 허상으로 100년 동안 유지가 된다. 사실성을 포기하고 일관성을 택했기 때문에 맥락을 갖게 된다. 맥락이 상징으로 된다. 지금 브레인 과학은 우주론과 만난다. 어마어마한 이야기이다. 기억은 소유될 수 있는 것이 아니고, 내 요구에 의해서 끊임없이 재구성될 뿐이다. 단 일관성을 유지하라는 것이다.

EC에서 오는 신호는 DG에서 바톤 터치를 한다. DG의 세포는 과립세포이다. 좁쌀같은 것이 쥐에게는 100만개가 있다. DG의 과립세포 수상돌기가 마중을 나가서 EC에 가지를 치고 EC2에서 온 것을 시냅스한다. EC3로 들어온 것은 DG 과립세포 수상돌기에서 시냅스하지만 멈추지 않고 계속 DG로 뻗어간다.

해마가 주목을 받은 5가지이다. 1) LTP(long-term potentiation) 현상, 2) Adult neurogenesis는 엄청난 분야이다. 3) Trisynaptic circut(DG->CA3->CA1)이 기억의 실체이다. 4) 공간, 장면을 만들고, 장소와 사물을 결합해준다. 5) MFB(mossy fiber button)

우리는 눈이 2개가 있어 좌우를 보지만 시간을 볼 수는 없다. 우리 인지시스템의 구멍은 시간을 볼 수 없는 것이다. 기억이란 문제는 시간을 볼 수 없다는 문제와 링크되어 있다. 호모 사피엔스는 시간을 공간으로 치환해서 본다. 그 공간이라는 장소를 생성하는 곳이 해마이다. 해마가 만든 일화기억을 통해 오직 시간을 볼 수 있다. 시간 그 자체는 볼 수 없기때문에 공간성을 설정하여 공간 속에서 우리 행동을 추적하는 과정에서 시간성을 생성한다. 일반상대성 이론과도 연결된다. 시간(t)에 속도(v)를 곱하면 공간(s)이 된다. 이때 속도가 상수면 1로 두어도 된다. 광속은 상수이므로 시간은 공간으로 바꿀 수 있다. ‘광속불변의 법칙’이 물리학에서 중요한 이유는 시간을 공간으로 아무 왜곡없이 치환시킬 수 있기 때문이다. 궁극적으로 해마는 시간을 보는 창문이다. 해마에서는 멈추지 않고 흘러가므로 시간이 맞다. 그러면 불변표상은 고정된, 멈추어진 것인데 어떻게 만들어내는가?

뻘간자동차를 어떻게 움직이지 못하게 고정시키는가? 해마에서 빨간자동차에 뇌관(detonator)을 설치하여 “세상에 이런 일이!” 하는 폭발현상이 일어난다. 해마의 CA3 피라밋 세포가 DG 과립세포 축삭과 시냅스 하는데, 등간격으로 20개 정도 시냅스하여 동시에 터진다. 이것을 ‘MFB(mossy fiber button)’라고 한다. 이 시냅스에 담고 있는 소포가 25,000개이다. 보통 Ach 소포 주머니는 100개 정도이고, 소포 1개에 1만 개의 Ach 분자가 있다. 그런데 여기는 소포가 25,000개이고, 상시로 방출할 수 있는 주머니가 5,000개이다. 그래서 보통보다 10배 강한 발화가 수십 개 일어난다. 그러면 몸살을 앓듯이 벌벌벌 떤다. 이것이 첫 번째 기억의 실체이다. 이런 현상은 대뇌피질 어디에도 없다. 소뇌에서는 수상돌기에 평행섬유가 지나가면서 시냅스를 10만 개 한다. 그래봐야 약간 꿈틀거린다. 그런데 여기는 10개라도 폭약을 터트리는 “억!” 한다. 해마에서 일어나는 특이한 것이다. CA3의 축삭은 CA1과 시냅스하면, CA1이 위로 올라간다. Trisynaptic 회로(DG->CA3->CA1)가 일화기억의 궁극적 실체이다.

EC2로 들어오느냐, EC3로 들어오느냐 반드시 구분해야 한다. EC2로 들어오는 경우는 LEC2로 들어올 수도 있고, MEC2로 들어올 수도 있다. EC3의 입력은 과립세포에 시냅스하고 해마로 계속 들어와서 CA1에 시냅스 한다. 이 회로를 TA경로(temporo ammonic pathway)라고 한다. 또 CA1의 수상돌기에는 억제뉴런이 있는데, 억제뉴런은 EC2에서 트리거하는데, 브레이크를 밟았다 떼었다 해준다. CA1은 마지막으로 기억을 다 조합해서 대뇌피질로 올려주는 해마의 출력부이다. CA1으로 보낼지 안 보낼지는 억제뉴런이 결정해주고, 억제뉴런은 EC2애서 흥분을 받는다.

CA1 출력은 어디로 가는가? 두 갈래로 간다. 한 갈래는 EC5로 들어와서 대뇌피질로 올라가기도 하고 내려오기도 한다. EC는 기본적으로 양방향이다. 브레인에서 화살표는 80%가 양방향으로 되어 있다고 생각해야 한다. EC5의 출력은 BDST(bed nucleus of the stria terminalis), CeA(central nucleus of the amygdala), mPFC, NAc로 간다. 기억은 브레인의 중요한 센터를 다 흔들어 놓는다. 기억을 불러온다는 것이 어마어마한 이야기이다. 옛날 경험도 불러올 때마다 다르다. 초겨울에 창문으로 앙상한 나뭇가지를 보면서 불러올 때는 ‘소소영영’하게 펼쳐진다.

빨간택시는 어디서부터 길을 달리하는가? 해마에서 돌아가는 것은 의식화되지 않는다. 의식화되는 곳은 대뇌피질의 두 고속도로(외부세계, 셀프)이다. 그런데 빨간택시만 의식화가 된다. 빨간택시만 끄집어 내고 나머지 차들은 계속 돌려보낸다. 차만 보는 것이 아니고 무수한 사람들도 본다. 다 흘러간다. 순간 봤으니 알고 지나간다. 그것이 지각이다. 낮 동안은 지각의 홍수 속에 살고 있다. 지각의 90%는 의식화되지 않지만 그 순간은 안다. 그 순간이 지각이 되고 흘려보낸다. 별 관심 없는 것들, 기타 등등은 흘려보낸다. 안 그러면 머리가 복잡해 못 산다. 그렇게 흘려보내는 전체 흐름에서 빨간택시만 끄집어내서 가두어 놓아야 하는데, 이것이 해마에서 일어나는 놀라운 기교이다.

MFB에 보통택시는 그냥 흘려보내는데, 빨간택시는 폭탄이 터진다. MFB의 폭약주머니가 25,000개이고 상시로 던지는 것이 5,000개가 된다. 버턴에 해당되는 스파인(spine)이 보통 1μm 정도인데, 여기는 5~10μm가 된다. 10μm라면 세포 좀 아는 사람이라면 기겁을 한다. 보통 세포 크기가 20μm밖에 안 된다. 세포에 보통 스파인이 1만 개 정도 붙었는데, 10μm이면 스파인 하나가 1만 개 다 합친 크기라는 것이다. 있을 수 없는 일이 벌어진 것이다.

폭약이 터지면 전기가 뿌지직 하여 벌벌 떨면서 전기가 CA3의 축삭으로 넘어간다. 보통은 CA1으로 넘어가는데, 여기서 기적같은 사태가 벌어진다. “빨간택시는 보내지 마, 가두어 놔” 한다. 끊임없이 흐르는 강물이라 스톱할 수 없다. 그런데 빨간택시만 스톱시키라는 것이다. 강물이 흘러가는데 어떤 물줄기를 가두어 놓을 수 있을까? 소용돌이치게 하면 된다. 통신공학 한 사람들은 안다. 광섬유를 감아놓으면 섬유길이가 보통 20km가 되는데, 빛이 광속도로 달려도 시간지연을 만들 수 있다. 그래서 시간을 생성한다. CA3 축삭돌기가 뻗어나와 다시 CA3의 수상돌기와 시냅스한다. 그래서 빨간택시는 뺑뺑이 돌며 갇힌다. 심지어 2시간까지 뺑뺑이 돌릴 수 있다. 이것을 ‘LTP(long-term potentiation)’라고 한다. 그래서 이것을 기억의 실체로 보고 40-50년 연구를 했는데, 아직도 허점이 많다.

또한 CA3에서는 ‘패턴완성(Pattern completion)’이 일어나는데, 길 가다가 주황색차를 봐도 빨간색차가 생각난다. ‘가’ 자로 시작되는 생선은? 하면 ‘가자미’가 떠 오르는 현상이다. 왜 명사의 한 단어만 얘기해주면 찾아낼 수 있을까? 이것을 기적이라고 해야 한다. CA3보다 100배 많은 신경세포에서 오는 자극의 소스가 다 연결이 되어있다. 주황색차가 포함된 자동차 5대를 보고, 1주일 후에 주황색차 1대만 봤다면 1주일 전에 본 5대의 자동차가 동시에 생각난다. 약자로 써도 기억을 다 인출하는 것은 CA3의 패턴완성 때문이다.

DG에서는 ‘패턴분리(patter separation)’가 일어난다. CA1, CA3, DG 사이에서 일어난다. DG의 과립뉴런은 마우스의 경우 백만 개가 있다. CA3의 피라밋 세포는 30만 개가 있다. 그래서 CA3와 DG의 각 세포가 중복되어 연결되더라도 DG에서 오는 출처가 다르기에 각각의 패턴은 분리되어 나온다. 인간의 세포는 마우스의 100배 정도 될 것이니 1억 개 정도가 된다.

대뇌피질에 피라밋세포가 많으나 가뭄에 콩 나듯이 듬성듬성하게 있다. 그러나 해마에는 피라밋 세포가 백두산 자작나무처럼 빼곡하게 몰려있다. 볏단을 빽빽이 눕혀 놓은 것 같은 피라밋 뉴런이 마우스는 30만 개, 인간은 적어도 1000만 개가 일렬로 눕혀져 있다. 기억을 생성하는 영역은 특별나게 해 놓았다.

브레인을 이해하는 가장 큰 것은 이 흐름이 낮 동안은 한 번도 멈추어지지 않는다는 것이다. 물론 잠잘 때 NREM 수면에서는 양상이 다르다. 그래서 기억은 봄날 아지랑이 같은 것이다. 그래서 소유할 수 없다. 매 순간 구성될 뿐이다. 강물이기 때문이다. 강물이 그냥 흐르지 않는다. 높낮이가 있어야 흐른다. 높낮이를 만들어 주는 것이 CA3, CA1이다. 펌프를 밟고 있는 것이기에 기억은 어마어마한 에너지가 들어간다. 폭약까지 터 트린다. 완전히 다른 현상이다. 물리학에서 “Density is Destiny”라고 하였다. 분포양상에 답이 90%가 있다. 다르다.

해마는 문자, 의미기억을 처리하는 곳이 아니다. 해마에서 돌아가는 정보는 3가지 W(Where, When, What)를 처리한다. Where, “어디 있냐?”는 것이다. 의식을 잃었다가 깨어나면 “여기 어디지?” 장소를 묻는다. 두 번째는 When, 시간이다. 시간은 애매하나 장소는 명확하다. 구석기시대 집도 절도 없으면 내가 깨어난 곳이 사자소굴이면 죽는다. 그래서 내가 어디에 있는가를 즉각적으로 감지하는 곳이 해마이다.

해마에는 셀프가 있을까? “일화기억은 ‘나’가 언제 어디서 무엇을 한 거다“라고 했는데 조심해서 써야 한다. 해마는 장소와 사건, 사물이다. 장소에서 사물, 장소에서 사건을 결합한다. What은 ‘나’가 아니다. 그 무엇이다. ‘나’는 어디서 들어가는가? 돌아가는 과정에서 대뇌의 고속도로 디폴트모드의 PC와 PCC에서 엿듣고 있다. 파페츠 회로가 PCC로 고속도로가 나 있어 엿들을 수밖에 없다. PC와 mPFC가 속닥거려서, 창밖을 볼 때 ”벌써 겨울이네!“하며 자전적 자아가 회상이 된다. 일화기억에 ‘나’가 들어가는 것은 흐름의 후속처리 과정에서 들어가는 것 같다. 브레인 과학에서 가장 중요한 개념은 ”장소“이다. 장소에 민감하도록 회로를 잠궈 놓았다. 먹이사냥과 관계가 있다.

해마는 들어오는 빨간차가 새롭다는 것을 어떻게 알까? ”새로움“이 해마의 두 번째 키워드이다. 해마는 새로운 것을 자동으로 저장한다. 간단히 되는 것이 아니고 어마어마한 협업작업으로 새로움을 찾아낸다. EC의 subiculum에서 ‘자동차 흐름’의 토큰을 빼낸다. 빨간자동차만 빼내서 NAc로 간다. 해마에서 두 번째 가라면 서러울 정도로 중요한 지식은 ”해마는 새로움에 갈증을 느끼고 새로움은 무조건 자동으로 저장된다“는 것이다. 나는 모든 강의를 50% 이상 새로운 것을 한다. 나는 15년간 이 원칙을 지켰기 때문에 새롭다. 새로우니 내가 즐겁고, 즐거움이 전달이 된다. 새로움은 미래를 향한 방향성이다. 브레인은 과거, 현재, 미래의 스토리이다. 과거는 사라진다. 사라지는 과거를 어떻게 현재화하는가? 회상력이 상상력이다. 사라지는 과거를 끊임없이 지금 이 순간에 현재화하는 과정이 회상이고, 회상하려면 ‘일화기억”이 ’의미기억‘으로 바뀌어져 기억되어야 한다. 새로움은 미래를 향한다.

정주영 회장의 명언 “자네 해 봤어?” 위대한 말이다. 다들 새로운 것에 두려워할 때, “해 보라”는 것이다. 소 500마리 몰고 북한 방문 장면이 한국사에서 드라마틱한 장면이다. 과거 어린시절 무단가출을 했는데, 그것이 새로움을 찾아 나선 사람이다. 몽골에서 유로 아저씨의 말이 “몽골 사람들이 존경하는 기업가는 김우중 회장이다”라고 한다. 10년 전 그 이야기를 들었는데, 울란바트로 백화점 서점에 갔더니 두꺼운 책으로 <김우중 전기>가 있다. 대단한 인물들이다. 브레인 과학을 해보면 그런 분들이 최고의 상수에 있는 사람이다. 많이 안 배웠지만 뭐가 핵심인지를 바로 간파하고 아야기한다. 정주영 회장은 고향(강원도 통천군 답전면 아산리)에서 부친이 소 판돈 70원을 들고 가출한 이후 질곡의 세월을 보내고 다시 소 끌고 고향으로 간다. 그거야말로 회상력, 그 힘이 그대로 남아 있는 것이다.

NAc를 그린다. NAc의 중요한 지식은, 고급이론에서는 통칭하여 “ventral striatum(VS)”이라고 부른다. VS의 핵심부위가 NAc이다. NAc에서 나온 출력부는 ventral pallidum(VP)으로 간다. 모두 Ventral로 욕망, 느낌이다. 상상은 느낌이 안 붙지만 기억은 반드시 느낌이 붙는다. 상상은 그냥 일어나는 것이다. 회상을 하면 대부분 느낌을 동반한다. 느낌이 창의성의 고속도로이다.

정주영 회장의 어린 시절 느낌을 그대로 가지고 있다가 다시 고향으로 금의환향(錦衣還鄕)한다. 간단한 모티브가 아니다. 인류역사에서 반복되는 패턴이다. 영웅의 귀환이다. 영웅은 반드시 자기 출발지로 귀환을 해야 된다. <법성게>에서도 “궁좌실제중도상(窮坐實際中道床) 구래부동명위불(舊來不動名爲佛)”이라고 했다. 원래 자기자리로 돌아오는 것이다. 영웅을 다시 돌아오게 하는 것은 무엇인가? 태초의 본능, 자기 출발점을 잊어버리면 안 된다는 것이다. 그것을 잊어버리면 과거의 자아와 현재의 자아와의 다리가 끊어진다. 어마어마한 이야기이다. 자아가 왜곡된다. 과거의 자아와 현재의 자아가 일관성을 갖지 않으면 미래의 자아는 사라진다.

새로움에 관한 문제는 미래의 자아에 관한 문제이다. 우리의 말과 행동은 반드시 현재에서 미래를 향하고 있다. 그것만 끝까지 물고 늘어지면 대부분 풀린다. 해마에서 빨간자동차는 오늘은 새로움이지만 되돌아오면서 과거가 된다. 그러면 새로운 타입의 자동차를 보면 내 일화기억이 확장되면서 미래를 향해 더듬고 나간다. 기억은 시간을 보는 것이다. 그래서 해마는 기억의 시간성을 공간성으로 바꾸어 놓는다. 기억을 액자로 만들어 나중에 대뇌피질에서 ’불변표상‘으로 바뀌면, 우리가 낮 동안에 일어나는 기억이라는 불변표상을 나의 모든 감각작용과 대조하는 지각(perception)이 일어나고, 지각 중 새로운 것만 따로 빼돌려서 뺑뺑이를 돌린다.

“새로움”은 EC의 subiculum에서 토큰을 빼내서 NAc로 가고, NAc 출력인 VP(ventral pallidum)로 간다. VP에서는 도파민 센터인 중뇌의 VTA(ventral tegmental area)로 간다. SNc는 운동쪽으로 가지만, VTA는 전전두엽으로 간다. 중독까지 되고, 영웅들이 출현하는 힘은 VTA의 도파민 힘이다. 새로운 길을 개척하고, “해봤어?” 얘기할 수 있는 도파민의 힘이다. 끊임없이 새로움을 추구하는 길로 간다. 해마의 두 번째 지식은 ’새로움“이다. 불변표상은 고정되어 영원히 새로울 수가 없다. 우리가 만나는 감각입력은 늘 새로움이다. VTA에서는 CA1으로 간다. 새로움(Novelty) 회로이다.

그래서 여러분은 뭘 하든지 새롭게 하여야 한다. 왜 새로운 것을 해야 하는가? 새롭지 않으면 기억하지 않는다. 왜 재수를 하면서 입시공부를 해도 점수가 오르지 않는가? 지겨운 고등학교 공부를 다시 하니까 그렇다. 건성으로 밖에 못 한다. 나는 이렇게 얘기한다. 초등학생에게도 일반상대성 이론 가르칠 수 있다. 의미를 묻지 마라. 분위기, 느낌만 심어주면 된다. 초등학생이 물론 이해는 할 수 없다. 우리 브레인의 인지 프로세스에서 이해는 일부이다. 이해는 그리 중요하지 않다. 중요한 것은 느낌이다. 정주영 회장이 왜 소를 끌고 다시 고향으로 갔을까? 잊을 수 없는 고향이 있었다. 스마트폰 시대에 그 능력이 크게 줄어들고 있다. 눈물이 없고 감동이 없다.

1일차 플랫폼과 무슨 차이가 있는가? 1일차는 브레인 전체를 보여 주면서 놔간(Brain stem)이 어떤 역할을 하는가를 강조한 그림이다. 오늘 그림은 전적으로 해마 중심이다.

셀프가 개입하는 양상은 mPFC가 d-Hip(dorsal hippocampus)를 Top-down control을 한다. mPFC와 PC의 고속도로가 셀프이다. 그래서 셀프가 연결되어 들어온다.

파페츠 회로를 얹어보면, 해마에서 100만 다발의 섬유가 출발하여 Fornix가 되어 시상 위를 한 바퀴 돌아 내려오면 받는 곳이 두 군데이다. 하나는 Septal area이고, 또 하나는 Hypothalamus의 MB(mammillary body)로 간다. Septal area에서는 Septohippocampal pathway에 의해 반대로도 들어간다. 그래서 우리의 기억은 반드시 감정에 물든다. 분리할 수 없다. 기억이라고 적고 감정이라고 읽는다. 그 기억은 의미기억이 아니다. 자기의 과거 회상이다. 파페츠회로의 80%가 기억회로이다.

몽골에 갔다 왔으면 일주일에 한 번은 몽골 고비사막의 별을 보았던 것을 떠올려 보라. 그래야 현재의 자아와 과거의 자아가 대화를 한다. 그 대화가 단절되면 자아상의 불일치가 일어난다. 이 문제가 심각하다. 자아상의 불일치가 일어나면 영웅이 귀환을 못 한다. 그러면 영원히 떠돌아다니는 혼귀가 된다. 다시 고향으로 돌아가야 한다. 그래야 미래를 향할 수 있다. 미래로 가려면 반드시 과거로 가야 한다. 그래서 그 과거를 지금 현재로 불러와서, 지금 현재와 과거를 병치해야 한다. 그래서 기억은 영원한 현재적 사건이다. 내 요구에 의해 지금 불러오는 것이다. 내 요구에 의해 불러왔기에 스토리, 플럿이 있다. 그것을 나레티브(narrative)라고 한다. 가장 상위 개념이 나레티브이다. 기억은 시간을 보는 창문이고, 또 하나의 정의는 ”기억은 자아에게 하는 이야기(Memory is narrative to self)”이다. 기억은 자신에게 속닥거리는 자신에 대한 이야기이다. 그래서 당연히 자신의 감정에 물들어 있고, 나레티브가 없으면 시간의 화살은 토막이 나고 흘러가지 않는다. 왜냐하면 우리의 현재는 끊임없이 과거가 현재화되기 때문에 바로 미래를 향해 나아간다.

그리고 또 놀라운 증거는 해마에는 새로움(novelty)이 있다는 것이다. 이 강의 처음 시작할 때 나는 무조건 새로운 분야 들어간다고 하여 10개 이상의 분야를 들어갔다. 박사학위 5년이면 된다. 15년이면 나는 3개 분야의 박사학위 했다고 생각한다. 전부 논문으로 공부했기 때문이다. 그렇게 할 수 있는 힘이 새로움이다. 새로운 것을 안 했다면 내가 지치고 감동이 안 일어난다. 이것을 해마를 공부하면서 내가 15년 전에 깨달은 것이다. 해마의 본질은 새로움이고 새로운 것은 무조건 자동으로 저장된다.

MB에서는 시상의 AN으로 간다. AN에서는 시상방사가 일어나서 후대상회(PCC)로 간다. PCC로 가는 것을 PC가 엿듣고 자아가 들어온다. 자아는 PC에서도 들어오고, mPFC에서도 들어올 수 있다. PCC까지는 Egocentric 좌표축이고, PCC를 넘어 RSC로 가면 Allocentric 좌표축으로 바뀐다. Egocentric은 전후좌우이고, Allocentric은 동서남북이다. Egocentric은 내 몸을 중심으로 측정한다. PCC까지 들어온 것은 감각에 의한 것이니, 감각으로 내가 듣거나 볼 때는 온몸을 기울여 주의집중을 한다. 그래서 Egocentric이 된다.

다마지오 이론에서 가장 이해하기 어려운 부분이, 눈동자에서 시각처리하는 프로세스와 눈동자를 돌리는 프로세스가 아무 관계가 없다. 시각의 망막처리와 눈동자 운동처리는 분리되어 있다. 독립된 시스템을 누군가 결합해주어야 한다. 결합하는 과정이 사가데(saccade)이다. 안구추적운동이 5개 운동센터가 있다. 셀프도 그렇다. 모든 단편들이 전체에 뿌려져 있어 재구성 하는 과정이다. 시각은 30개 모듈로 되어 있다. V1~V8까지 색깔, 움직임, 형태롤 따로 프로세스해서 결합시킨다. 동일하게 자아도 그렇고, 기억도 그렇다. 그래서 기억을 소유한다는 것이 넌센스이고, 기억은 즉시 찍어내는 스탬프이다. 요구가 있을 때 급조한다.

RSC에서는 PHG로 간다. PHG에는 PPA(Parahippocampal place area)가 있다. 장소이다. 장소는 내 몸과 관계없다. 독립된 공간이다. 해마로 들어오면 공간이다. 나하고 관계없다. 장소와 사물을 결합시켜 준다. 장소, 특히 내가 태어난 곳, 그곳을 잊으면 안 된다. 수구초심(首丘初心), 여우도 죽을 때는 고향을 향해 머리를 눕힌다. 지구가 우주로 올라가면 태초의 순간이 이야기된다. 아이슬란드에서 태초의 순간에 젖어 살았다. 여러분들은 땅이, 산이 다 만들어진 곳에서 살고 있다. 한 번도 땅이 만들어지는 현장을 본 적이 없다. 24일 동안 매일 땅이 만들어지는 현장을 가보았다. 태초의 장소에는 반드시 안개 자욱한, 신화의 스토리로 바꾸어 놓는다. 그래서 북유럽신화가 나왔다.

기억이 저장되려면 옛 기억을 통과해야 한다. 지각되는 것 중에 대략 1%가 기억으로 넘어간다. 기억으로 넘어 간 것은 반드시 지각이 된다. 지각된 것만이 기억되고, 기억되는 것만이 지각된다. 이것이 돌아간다. 100%가 아니고, 대뇌피질에 택시가 4대 가면 4대가 다 지각이 되었지만 기억으로 남는 것은 빨간택시 1대이다. 지각되는 것의 1%가 기억이 되고, 기억 된 것은 다음에 반드시 지각의 레퍼런스로 쓰인다. 감각에서 올라온 정보는 반드시 대뇌피질의 장기기억(LTM)으로 들어가서 패턴을 비교한다. 비교하는 것이 지각이다. 지각된 것은 반드시 내려온다. 그 중 빨간택시만 돌린 것이 기억이다.

대뇌피질 뒤쪽에는 SMG와 AG가 있다. SMG에서는 AG로 간다. 또한 SMG에서 PM으로 가서 서로 짝짝궁하여 제스츄어, 최초의 상징이 출현한다. AG에는 모든 감각(V, A, S)이 다 들어온다. 그래서 상징(symbol)이 출현하여 장기기억으로 공급해준다. 그래서 장기기억은 상징이고 ‘불변표상’이다.

#2

해마를 어떻게 이해해야 하는가? 다시 풀으면 그림이 4개 나온다. 맨 위의 사각형이 신피질(neocortex)이다. 여기에 중요한 것은 Frontal, Parietal, Temporal이다. 아래 사각형은 PHG(parahippocampal gyrus), PRC(perirhinal cortex)이고, 그 아래는 EC(entorhinal cortex), DG(dentate gyrus), CA3, CA1, Sub(subiculum)가 돌아간다.

신피질 3군데에서 모두 PHG, PRC로 들어오고, PHG, PRC에서는 EC로 들어온다. EC에서는 DG->CA3->CA1->Sub->EC로 돌아간다. EC는 양방향이라 다시 위로도 올려 보내준다. EC-> DG는 Perforant pathway, DG->CA3로 가는 것은 Mossy fiber, CA3->CA1으로 가는 것은 Schaffer collaterals 이다. CA3에서 빨간자동차를 다시 돌리는 것이 기억이다. EC->DG->CA3->CA1->Sub->EC로 돌아가는 것은 기억이 아니고, 강물의 펌프이다. 낮 동안에는 계속 돌아가고 그냥 지각될 뿐 기억에 남지 않는다. 흘러가려면 펌프가 있어야 한다. 이것이 해마를 보는 최근의 관점이다. 계속 돌리는데 빨간자동차는 기억을 해야 하니 빼내서 계속 돌린다. 그럼 언제 내 보내는가? 밤에 서파수면 N2 단계에서 CA3->CA1으로 빠져나가 대뇌피질로 이동한다.

다음은 물레방아 펌프 회로를 그린다. 대뇌피질의 피라밋 세포에서 축삭이 나와서 여러 전달과정을 거쳐 DG의 과립세포와 시냅스하고, 과립세포 축삭인 Mossy fiber가 나간다. 또 DG에는 조만한 세포인 Mossy cell이 있어 Mossy fiber가 시냅스 하면, Mossy cell은 과립세포를 억제한다. 이 구조에 더하여 Mossy fiber를 메인으로 받는 것이 CA3 피라밋 세포이고, CA3 축삭이 빠져나가, CA1과 시냅스 한다. CA1의 축삭이 빠져나가서 대뇌피질의 피라밋 세포와 시냅스한다. 물레라는 말, 계속 흐르는 강물이라는 말을 알 것이다. 낮 동안에 계속 돌아간다. 이것이 지각이다. 기억이 아니다. 빨간자동차는 CA3 축삭에서 CA3 수상돌기로 시냅스하는 auto association을 통해 따로 빼낸다. 또한 CA3 축삭은 Mossy cell의 수상돌기와도 시냅스 하는데, hetero association이라고 한다. 둘 다 LTP(long-term potentiation)가 일어난다. 이것을 한때 기억의 실체라고 많이 연구를 했다. 지각은 끊임없이 돌아가는 강물이다. 기억을 소유한다는 것은 넌센스이다. 기억하고 싶은 빨간자동차는 따로 떼내서 돌린다.

#3

이 그림은 간단한데 많은 것을 함축한 그림이다. VC(visual cortex), AC(auditory C.), SC(somatic C,), VC(Visual C.)가 나온다. 위의 VC와 아래의 VC는 다른 부위이다. 그만큼 시각이 중요하다. 위는 VC ventral, 아래는 VC dorsal이다. 해마에 들어가는 입력의 80%가 시각이다. 모든 감각은 MA(multisensory association)에 모인다. MA에서는 다음의 PRC(perirhinal cortex)와 PHG(parahippocampal gyrus)로 가는데, PRC는 사물(object), PHG는 장소(place)이다. VC ventral에서는 PRC로 직접 연결되어 다층적으로 된다. 다음으로 가는 곳은 EC(entorhinal cortex)이다. MA, PRC, PHG와 연결되는데 양방향이다. 다음은 4개를 순서대로 그려주면, DG, CA3, CA1, Subiculum이다. EC에서 차례대로 일렬로도 가고, EC에서 CA3와 CA1으로 곧장 가기도 한다. CA1으로 곧장 가는 것이 TA경로(temporoammonic pathway)이다. Subiculum에서는 EC로 다시 들어온다. 하이라이트는 CA3에서는 Auto synapse가 된다. 해마 입력의 메인은 ‘사물’과 ‘장소’라는 것을 잊으면 안 된다. 사물과 장소를 결합시키는 것을 ‘맥락’이라고 한다. 그것을 장면, Spatial, 공간적 속성이라고 한다. 셀프는 PC와 mPFC에서 들어간다.

다음 그림은 조금 어려운데 이론적으로 중요하다. 해마 안으로 조금 더 들어오면, EC가 있고, DG로 가고, DG에서는 CA3로 간다. CA3는 CA1으로 가고, CA3와 CA1은 LA(lateral amygdala)로 간다. 또 CA1에서 subiculum으로 가고, Subiculum에서는 EC와 양방향이다. CA3는 Auto synapse를 해준다. LA는 아미그달라 중 가장 큰 핵이다. LA는 4군데로 간다. 1) BNST(bed nucleus of the stria terminalis)로 가는데, 공포반응, 막연한 불안이다. 2) CeA(Central amygdala)로 가는데, 얼어붙기이다. 3) mPFC로 가는데, 셀프이다. 4) NAc(nucleus accumbens)로 가는데, 욕망이다.