신체 설계자 by 애덤 피오리

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지휘관들은 오로지 한 가지 선택지만을 바라보았다. 그들은 그냥 어떻게 해야 할지를 '알았다'. 의식적을 장단점을 재보는 일은 전혀 없었다. 기껏해야 시나리오가 어떻게 전개될 지를 생각해볼 뿐이었다. 

지휘관들이 어떤 방법을 인식할 즈음이면 이미 그것이 최상의 방법이라고 결정한 상태였다. 

그들은 전적으로 상상력과 본응에 의지했다. 

 

"도대체 어떻게 한 가지 선택지만 볼 수 있을까요?  

그 답은, 그들에게 20년의 경험이 쌓여 있다는 겁니다. 20년 동안 쌓인 경험이 그런 선물을 주는 거죠."

 

결국 소방관들은 20년간의 경험 덕분에 클라인이 말하는 이른바 '패턴 일치(Pattern matching)' 능력이 생겼던 것이다.

 

첫 번째 방법이 머릿속에 떠오르면 지휘관들은 다른 방법과 비교해보지 않았다. 그들은 그 방법이 어떤 식으로 전개되는지를 상상함으로써 그 효과를 평가했다. 

 

뇌에 있는 무의식적인 패턴 일치 '기계'는 어떤 문제에 대한 답을 연결하도록 도와줄 수 있다. 

하지만 클라인은 그 기계가 패턴 불일치, 즉 뭔가 비정상적인 일이 벌어지는 변칙적인 상태도 감지할 수 있다고 주장한다. 

 

클라인의 통찰은 '전문적 지식 덕분에 직감이 생겨났다." 즉, (올바른) 직감은 사실 무의식적 지식의 다른 형태일 뿐이라는 것이었다. 

 

우리의 뇌 안에서 벌어지는 많은 일들이 실제로 우리의 의식적 지각 바깥에서 일어난다. 

프로이트는 우리의 지각 바깥에 존재하는 억압된 외상적 기억이나 감정에 초점을 맞추었다. 

 

시각적 자극의 경우 시각피질 영역에서 활동이 발견된다. 또 소리라면 뇌의 청각 처리 영역에서 나타날 것이다. 복잡한 관념이라면 전전두피질에서 빛이 난다.

물체나 단어나 패턴을 두 번째 볼 때에도 뇌의 같은 영역들이 활성화된다. 그런데 자극이 반복될 때마다 각 영역의 활성도는 줄어들 가능성이 크다. 이 현상은 '반복 억제'(repetition suppression)라고 불린다....

그 원인은 사실 쉽게 설명된다. 뇌가 해당 신호를 점점 효율적으로 처리하고 있는 것이다. 신경가소성 때문에 점점 효율이 좋아진다.

 

대뇌피질의 모든 영역은 경험에 근거해서 다시 스스로를 연결하는 적응 능력이 있다. 그러니까 우리가 이미 익숙한 패턴을 만나거나 다음에 어떤 일이 생길지를 아는 환경에 놓인다면, 우리가 찾아야 하는 표지는 해당 정보에 대한 효율적 처리 과정이다. 

 

우리가 예전에 경험한 뭔가를 더 자주 보거나 듣거나 경험할수록 뇌의 감각 영역에서 활성화되는 신경의 숫자는 줄어든다. 대신 활성도는 더욱 높아진다. 

 

모든 뉴런의 세포막에는 미세하게 전하가 흐른다. 전하는 시냅스를 통해 다른 뉴런으로부터 들어오는 모든 화학신호에 반응해서 미묘하게 변화한다. 뉴런의 전하가 한계점 이상으로 올라갈 때만 자체적인 전기 스파이크가(세포막 전하의 급격한 증가) 점화된다.....

두 뉴런이 함께 점화될 때마다 서로의 연결이 강해진다. 다시 말해 하나가 점화할 때마다 두 뉴런 사이를 오가는 전기 신호가 점점 강해진다. 거꾸로, 두 뉴런이 서로 점화할 때마다 각 신호는 조금씩 약해진다.

 

헤브의 학습 과정..

시간이 흐르면서 더욱 적은 뉴런이 점화되지만 함께 점화되는 뉴런들은 점점 긴밀하게 연결되고 서로에게 더욱 민감해진다. 뇌는 점점 효율성이 높아진다. 더 적은 뉴런들이 더 강하게 점화한다. 

 

암묵적 학습과 관련된 영역을 증강하려면 아마 반복 훈련과 좀 더 유사한 과정을 거쳐야 할 겁니다. 

그러니까 통계적으로 구성된 수많은 시나리오를 연습시키는 거죠....

 

갑자기 답이 떠오르는 통찰은 사실 암묵적 기억 처리 과정에서 생겨난 결과라고 확신한다.

"의식의 바깥에서 이루어지고, 관련된 개념들 사이에서 확산되는 활동입니다."

 

우리의 기억은 주관적으로 관찰하고 설명하기가 쉬운 동시에 생물학적으로 해체하기가 가장 어렵고 복잡하기 때문이다.

 

감각적 연합이 뇌의 물리적 구조와는 별개로 뉴런 그룹들 사이에 부호화되어 있다는 생각은 아주 기본적인 것이다.....

라몬 이 카할은 별개의 두 생각이나 관념을 부호화하는 뉴런 그룹들 사이의 물리적 연계의 '강도'가 연합의 강도를 결정하고, 이에 따라 하나의 생각이나 자극이 다른 생각이나 자극을 상기시킬지도 결정한다고 주장했다.

 

"함께 점화하는 뉴런들은 함께 연결된다." 헤브에 따르면 뇌는 본질적으로 강력한 동시 발생 탐지기로서, 뉴런들 사이의 연계를 형성/강화하는 물리적 규칙은 이런 동시 발생을 반영하고 기록하도록 설계되어 있다.....

전혀 다른 감각들이라도 단지 과거의 비슷한 시간에 발생했다는 점만으로 서로 연결되어 우리의 의식적 지각 속에서 나란히 떠오르는 경향이 있다. 담배 냄새에 할아버지가 떠오르는 것은 내 뇌에서 특정한 냄새를 처리할 때 점화되는 감각 영역의 뉴런들이 깊이 숨어 있는 할아버지에 관한 기억을 부호화하는 뉴런들과 어떤 식으로든 물리적으로 연계되기 때문이다.

 

1973년 테레 뢰모(Terje Lomo)와 팀 블리스(Tim Bliss)는 토끼의 기억 중추에서 헤브가 설명한 것과 같은 현상을 처음으로 입증하고, '장기 강화(long-term potentiation, LTP)라고 이름 붙였다......

장기 강화 또는 헤브의 학습은 뇌의 모든 부분에 존재하지만, 해마가 있는 뉴런들이 그런 현상에 가장 민감함 편이다.

 

단기 기억은 순간적이지만 강렬한 화학물질의 급상승으로 세포들을 하나로 묶는 원나잇 스탠드와 비슷하다.

이 효과는 몇 분이나 몇 시간이 지나면 서서히 사라진다. 반면 장기 기억은 새로운 단백질들이 세포들을 연결하는 시냅스를 강화하면서 오랫동안 굳어지는, 결혼에 가깝다.

 

장기 기억(뉴런들의 결혼)은 시냅스상에서 실제적인 물리적 개조, 즉 감각 뉴런이 점화될 때마다 세포들 사이의 영역에서 방출되는 신경전달물질의 양을 영구적으로 증가시키는 개조를 필요로 했다. 이런 변화는 '구조적인' 것이었다. 다시 말해 이 신호를 촉진하기 위해 시냅스상에 영구적인 구조물 조각을 새로운 단백질의 형태로 추가해야 했다.

 

장기 기억은 대체로 간격을 둔 반복적인 훈련과 휴식 시간을 필요로 하지만 때로는 감정적으로 긴장되지 않은 한 차례의 노출에 뒤이어 생겨나기도 한다.

 

 

[ 자평 ]  그저 그런....

 

내가 이해는 하지 못하지만 지속적으로 읽는 분야가 있다.

아니 아직도 못 읽어지만 사놓고 꽂아 놓은 책만해도 꽤 된다.

바로 물리학 분야에서 양자,  뇌과학 분야에서 의식과 관련된 분야다.

아무리 대중을 위해 쓴 대중서라고 해도 읽을 때 마다 새롭고 모르는 것이 많다. 

이해할 수 없는데 재미있고, 궁금하다.