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“내 행동은 내가 생각하기 전에 결정돼 있다"
지난 2007년 독일 베를린의 번스타인 계산신경과학센터의 신경과학자인 존-딜런 하네스(John-DylanHaynes) 박사는 우리의 의식적인 판단을 규명하기 위해 인간을 대상으로 한 가지 실험을 수행했다. 그는 피험자에게 왼쪽과 오른쪽 두 개의 버튼을 주면서 피험자가 어느 한 쪽의 버튼을 눌러야겠다는 생각이 들었을 때 눈 앞의 스크린에서 무작위적으로 나타나고 있는 알파벳을 기억하도록 했다. 이 알파벳들은 계속 빠르게 변화하고 있으며 피험자가 의식적인 결정을 내리는 순간의 시각을 알 수 있게 해주는 역할을 한다. 동시에 하네스 박사는 피험자의 뇌활성을 기능성 자기공명영상장치(functional Magnetic ResonanceImaging)를 이용해 기록해서 버튼을 누르겠다는 피험자의 판단이 나타나는 시각을 기록하였다.
하네스 박사팀은 이 실험을 통해, 스크린에 나타나는 알파벳을 기억함으로써 기록된 피험자의 의식적인 판단 시각과 자기공명영상 장치에 나타난 버튼을 누르는 결정과 연관된 뇌 활성시각을 비교했다. 그 결과 놀랍게도 버튼을 누르겠다는 판단을 나타내는 뇌 활성이 피험자 자신이 자각한 판단 시각보다 수 초 가까이 먼저 나타나는 것을 관찰했다. 그 뿐 아니라 뇌 활성 분석은 왼쪽과 오른쪽 버튼 중 어느 버튼을 누를지도 피험자가 판단을 내리기도 전에 유의미한 수준으로 예측해 낼 수 있었다. 이 연구결과는 다른 말로 이야기하자면 우리 자신이 의식적인 판단을 내리기 전에 뇌는 이미 결정을 내렸다는 것이다. 버튼을 누르는 행동은 나의 의식이 ‘지시’한 것이 아니라 이미 결정을 내린 뇌로부터 ‘통보’를 받은 것이다.
사실 이런 우리 뇌의 무의식적인 결정을 연구한 사람은 하네스 박사가 처음이 아니다. 1980년대에 미국 샌프란시스코 소재 캘리포니아대학의 신경심리학자인 벤자민 리벳(Benjamin Libet) 교수가 수행한 비슷한 종류의 실험은 뇌전도검사(Electroencephalogram, EEG)를 통해 피험자가 시계를 보고 있는 동안 뇌파를 측정해서 피험자가 손가락을 움직이겠다고 결정하기 전보다 수백 밀리초 전에 뇌파에는 이미 손가락 움직임을 결정하는 신호가 나타남을 보여줬다. 하지만 당시 연구는 피험자가 의식적으로 기억하는 시각과 뇌전도에 기록된 시각의 차이가 크지 않았고 그로 인해 실험의 설계와 기술적인 부분에 대한 비판이 있어 왔다. 그에 비해, 하네스 박사팀의 연구는 발전된 뇌영상 도구를 활용하여 둘 간의 좀 더 명확한 차이를 보여줄 수 있었다.
그뒤 2011년 미국 로스엔젤레스 소재 캘리포니아 대학의 신경과학자인 이자크 프라이드(Itzack Fried) 박사는 기존의 연구에서 더 나아가 전극을 환자의 뇌에 직접 이식하는 방법으로 우리 뇌의 특정 영역에 있는 개개 신경세포의 활성을 측정했다. 프라이드 박사는 이들 신경세포들의 활성을 관찰해 환자가 버튼을 누르는 의식적인 판단보다 1초 정도 앞서서 이 환자가 버튼을 누를 결심을 할 것이라는 것을, 더욱이 어느 쪽 버튼을 누를 것이라는 것까지도 80% 확률로 예측할 수 있었다. 프라이드 박사는 이런 현상에 대해 “이미 결정된 판단을 우리 의식이 나중에 받아들이는 것”이라며 의사결정 과정에 우리의 의식은 참여하지 않고 나중에나 통보받게 되는 것일지도 모른다는 의견을 제시하였다.
발전된 뇌과학 기술을 이용한 이와 같은 연구들은 의식에 대한 기존의 믿음을 흔들리게 하고 있다. 우리 뇌의 기계적인 작용이 모든 판단을 내려놓고 의식은 나중에 그 결과를 통보 받기만 하는 것이라면 도대체 의식의 역할은 무엇이라는 것일까? 어쩌면 정말 앞에서 이야기한 대로 ‘나’라는 주체라고 생각되던 의식은 단지 뇌 활동의 부산물로 생겨나는 어떤 현상이 아닐까? 그리고 ‘나’라는 의식이 우리 몸을 통제한다는 것은 단지 착각이 아닐까? 앞의 연구들로도 도저히 이런 이야기들이 납득되지 않는다면 우리의 의식의 실체를 엿보게 해주는 또 다른 이야기가 있다.
“일어난 행동을 나중에 합리화하는 의식”
인간의 뇌는 크게 좌반구와 우반구의 두 부분으로 나누어져 있다. 이 두 개의 반구는 뇌량(Corpus callosum)이라는 신경섬유의 다발로 연결되어 있다. 좌반구와 우반구는 기능적으로 서로 다른 역할을 한다고 알려져 있지만 이 둘은 뇌량을 통해 정보를 주고 받으며 서로 소통을 한다. 하지만 중증의 간질환자 가운데에는 치료를 위한 목적으로 뇌량을 절단해야 하는 경우가 있는데 뇌량을 절단하고 나면 양 반구는 서로 정보소통이 불가능해져 양쪽이 독립적으로 기능하게 된다. 이렇게 절단된 뇌를 갖고 있는 환자가 나타내는 증상을 분리뇌 증후군(Split-brain syndrome)이라고 하는데, 흥미롭게도 이들이 나타내는 행동이 우리에게 의식이 어떻게 존재하는지에 대한 몇몇 실마리를 제공한다.
이런 분리뇌증후군 환자를 통한 의식에 대한 연구는 미국 산타바바라 소재 캘리포니아대학 심리학과 교수인 마이클 가자니가(Michael Gazzaniga) 박사와 신경생물학자 로저스페리(Roger Sperry)에 의해 수행되었다. 이들의 연구는 분리뇌 환자들의 분리된 반구들이 각각 서로 다른 의식을 갖고 상대방의 영향 없이 별개의 자유의지를 수행한다는 것을 보여주었다. 서로 다른 반구들이 행동하는 양상을 관찰하면 눈에 띄는 점을 볼 수 있는데, 우반구가 제공하는 정보가 없을 때 좌반구는 자신이 수행한 행동에 대해 일관된, 그러나 틀린 설명을 지어낸다는 것이다.
예를 들어, 앉아 있는 피험자의 우반구만 볼 수 있는 시각영역에 “걸으시오(Walk)”라는 명령어를 보여 주었다고 생각해보자. 피험자는 이 명령이 떨어지자마자 벌떡 일어서서는 걸어가기 시작한다. 그러나 피험자에게 “왜 걸어가고 있느냐”라고 물어보면 피험자는 “모르겠다”거나, “그냥”이라거나, “이유 없는 충동 때문에”라고 대답하는 것이 아니라 분명하게 “콜라를 마시러”라고 대답한다. 이 환자는 거짓말을 하고 있는 것이 아니다. “걸으시오”라는 명령에 반응해서 걸어간 것이 분명해 보이는 상황에도 환자는 분명히 “콜라가 마시고 싶어서 걸어갔다”고 스스로 생각한다. 우반구한테서 걷는 이유에 대한 적절한 정보를 받지 못한 좌반구 뇌의 의식은 행동에 대해 스스로 그럴싸한 이유를 만들어 낸다. 그러고는 스스로 그런 행동을 지시한 것이 아닌데도 자신이 걷는 행위를 지시했다고 ‘착각’한다. 이외에도 많은 비슷한 사례를 보여주는 가자니가 박사와 스페서 박사의 어찌 보면 섬뜩해 보이는 분리뇌 환자에 대한 연구는 생각보다 의식이 자기 능력에 대해 상당히 과대평가 되고 있음을 간접적으로 보여준다. 어쩌면 의식은 행동의 주체가 아니라 정말 행동의 부산물이 아닐까?
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의식에 대해서 사이언스온의에 게재된 기사들 중 한 편의 내용을 발췌해 봤습니다. 아직 학계에서도 논란이 있는 내용이겠지만 흥미로운 사안입니다.