인간을 이해하기 위해서는 40억 년의 역사가 필요하다 ‘우리의 마음은 어떻게 우리를 다른 종과 다르게 만드는가?’ 르두는 아리스토텔레스까지 거슬러 올라가는 이 심오한 물음에 대한 우리의 이해를 심화시킨다. 제프리 삭스(컬럼비아대학교 유니버시티 프로페서) 더 영리해지는 길을 택한 인간의 뇌는 어떻게 탄생했는가 자연계에서 우리의 위치는 어디일까? 원시 지구의 바다에서 생명의 원시적 형태, 원세포가 만들어지고 이러한 생물학적 사건들이 켜켜이 쌓여, 지금의 우리가 탄생했다. 이 책은 진화의 산물로서 우리 자신을 이해하기 위해 자그마치 40억 년이라는 장구한 생명의 드라마, 딥 히스토리를 직시한다. 지금 우리 인간의 모든 행동은 진화의 역사와 연관되어 있다. 이 책의 저자이자 편도체가 뇌의 공포 중추라는 것을 밝힌 것으로 세계적 명성을 얻은 신경과학자, 조지프 르두는 우리가 이 장구하고 기나긴 시간을 우리가 왜 알아야 하는지 프롤로그에서 밝힌다. “인간 본성을 정말로 이해하고 싶다면, 그 진화의 역사를 이해해야” 하기 때문이다.(17쪽) 아주 오랜 진화 과정에서 유기체에 끊임없이 덧대어진, 독특한 특징이 결국 지금의 우리, 우리의 뇌를 탄생시켰다. 그 특징은 오직 지구 생명체들의 자연사를 조사해야만 알 수 있다.(32쪽 참조) 인간의 어떤 부분이 다양한 유기체로부터 물려받은 것과 관련이 있는지를 더 명확히 해야, 우리를 더 잘 이해할 수 있기 때문이다. 이 책은 40억 년에 이르는 진화의 역사에서 인간의 뇌와 행동을 탐구한다. 그간 영장류나 포유류 등 근연종과의 비교를 통해서 인간 본성을 이해하려는 시도는 많았지만, 이 책처럼 생명의 기원, 단세포 미생물까지 거슬러 올라가 전체 생명의 역사 속에서 인간의 위치를 살펴보는 책은 드물다. 책의 각 장은 압축적인 ‘하나의 주제’가 짧고 간결한 단상과 통찰로 채워졌다. 만일 특정 주제에 대해 구체적으로 알고 싶다면 관심 있는 주제와 관련된 부분만 읽어도 된다. (예컨대 생명이 어떻게 시작되었는지, 박테리아는 언제부터 행동하게 되었는지, 유성생식은 어떻게 출현했는지, 어떤 과정 단세포 생물로부터 다세포 생물이 나왔는지, 신경계는 어떻게 진화했는지, 인지나 감정은 어떻게 진화했는지, 우리는 의식과 뇌에 대해 무엇을 알고 있는지 등) 이 책을 다 읽고 나면, 원시 미생물이 가졌던 생존 기술로부터 사고와 감정 등 우리를 생존하고 번성하게 한 우리 자신의 고유한 능력이 어떻게 나올 수 있었는지 통찰하게 될 것이고, 우리들 각자의 과거와 미래뿐 아니라 더 나아가 우리 종의 미래를 진지하게 고민해보게 될 것이다. 르두의 네 번째 저서인 이번 책은 전작들(《느끼는 뇌》 《시냅스와 자아》 《불안》)과 마찬가지로 ‘뇌’와 ‘감정’, ‘의식’의 문제를 다루지만 ‘진화’와 ‘행동’이라는 더 큰 그림 위에서 이야기를 풀어간다. 현재 과학에서 가장 매력적인 5가지 주제를 엮어 르두가 답하려는 궁극적 질문은 이것이다. ‘우리의 뇌는 어떻게 지금의 우리, 사고와 추론 능력, 언어와 문화, 자기인식을 갖춘 인간 존재를 만들어냈는가?’ 우리가 수십억 년 전 단세포 미생물에게 물려받은 학습과 기억 능력 르두는 박테리아까지 거슬러 올라가는 생존 행동을 모든 유기체가 공유하는 보편적 특성으로 인정하는 한편, 아주 최근(겨우 수백만 년 전)에 인간 뇌에 나타난 의식과 감정은 인간만의 고유한 능력으로 평가한다. 참고로 르두는 설치류와 바다 민달팽이류, 심지어 짚신벌레나 아메바 같은 단세포 원생동물의 시냅스 가소성 관련 유전자가 서로 유사하다는 동료 과학자의 연구에 충격을 받고, 생명의 기원까지 거슬러 올라가 우리가 다른 유기체와 어떤 점에서 유사하고 어떤 점에서 다른지를 살펴보기로 결심했다. 생명의 역사와 동시와 시작된 ‘행동’은 생존의 일차적 도구로서, 모든 유기체는 몇 가지 공통된 생존 행동을 보인다. 곧 위험을 피하고, 영양분을 얻고, 수분과 체온을 유지하고, 번식하는 일이 그것이다. 방어, 에너지 관리, 체액 균형, 생식이라는 이 원시적 생존 전략은 ‘지구상 모든 생명의 가장 최근 공통조상(LUCA)’의 후손으로 35억 년 전 지구에 출현한 박테리아에서도 찾아볼 수 있다. 박테리아는 화학물질이나 빛을 감지하는 능력과 운동 능력을 이용해 이로운 물질에는 다가가고 해로운 물질에게서는 달아나는 ‘주성 행동’을 보인다. 또한 세포 내 물과 전해질의 농도를 조절하여 세포가 붕괴되는 것을 막으며, 외부 온도에 맞게 생화학적 과정을 재구성함으로써 내부 온도를 조절한다. 그리고 세포 분열(무성생식)을 통해 오늘날까지도 지구상에서 가장 많은 개체수를 지닌 유기체로 번성하고 있다. 더 놀라운 점은 박테리아나 그 후손인 단세포 원생동물이 환경 조건에 대한 정보를 획득, 저장한 후 이를 이용해 환경 변화에 더 적절히 반응할 수 있다는 점이다. 다시 말해, 이들에게는 학습과 기억 능력도 있다. 르두는 기억을 ‘과거 경험으로부터 정보를 얻을 수 있게 함으로써 생존을 더 용이하게 만드는 세포 기능’이라고 정의한 후, 학습과 기억을 위해 신경계가 꼭 필요한 것은 아니라고 덧붙인다. 최초의 단세포 미생물이 생존을 위해 찾아낸 이 해법들은 이후 나타난 모든 유기체에 성공적으로 전달되었고, 인간을 포함한 복잡한 유기체들의 복잡한 생존 행동에도 이어졌다. 르두가 ‘생존 행동’을 통해 말하려는 바는 지구상 모든 유기체가 생물학적으로 상호 연결되어 있다는 것이 아니라, “우리 인간이 매일매일 일상적으로 행하는 행동들의 뿌리가 일반적으로 우리가 아는 것보다 훨씬 더 오래되었음을 보여주려는 것”이며, “단순한 세포들 또한 정교한 생존 활동을 벌이고 있으며 오늘날 우리의 삶에도 이러한 원시적인 생존 활동이 이어지고” 있다는 것이다. 인간과 동물이 매일 사용하는 뉴런이라는 세포의 기원 이 책의 전반부는 이러한 생존 전략이 어떻게 원시 단세포 유기체에 의해 구축되고, 원시 다세포 유기체에 의해 보존되었다가, 초기 무척추동물에서 신경계가 발달한 뒤에는 뉴런이라는 전문 세포가 전담하게 되었으며, 이후 인간을 포함한 모든 동물이 매일매일 이용하게 되었는지 추적한다. 그 과정에서 우리는 이제까지 단편적으로 알고 있었지만 자세히는 몰랐던 생명의 여러 흥미로운 사실들을 진화의 전체 맥락 속에서 훨씬 더 쉽게 이해하게 된다. 고세균과 그것이 잡아먹은 박테리아로부터 세포핵과 미토콘드리아가 공존하는 진핵생물이 생겨난 이야기(세포 내 공생설), 단세포 생물이 다세포 생물이 되기 위해서 반드시 거쳐야 하는 2단계 자연선택(먼저 구성 세포들이 비슷한 유전적 특성을 지녀야 하고[적합도 정렬], 다음으로 세포들의 요구보다 유기체의 요구를 우선해 협동하는 노동분업이 일어나야 한다[적합도 위임]), 자포동물(히드라, 해파리 등)에서 처음으로 뉴런과 신경계가 나타난 과정에 대한 가설(해면 유충의 감각세포와 운동세포가 자기들끼리 서로 뭉치며 자라다가 감각세포의 일부가 길게 늘어나면서, 결국 이것이 먼 거리에서는 전기신호로 소통하고 가까운 거리에서는 화학물질로 정보를 전달하는 뉴런의 축색돌기가 되었다) 등이 대표적이다. 마침내 인간의 뇌에 이르러서는, 오늘날까지도 영향력을 떨치고 있는 대표적 오류들을 바로잡는다. 루트비히 에딩거의 ‘순차적 형성 이론’과 폴 매클레인의 ‘삼부 뇌 이론’이 그것이다. 순차적 형성이론이란 인간의 뇌는 파충류의 뇌(기저핵)-초기 포유류의 뇌(구피질)-포유류의 뇌(신피질)가 한 겹씩 쌓이며 지금과 같은 구조가 되었다는 주장이다. 인간의 뇌가 진화의 정점을 이룬다는 생각이 깔려 있는 이 이론은 신피질의 상동기관이 파충류와 조류에서도 발견되는 등 수많은 증거에 의해 논박되었다. 매클레인은 에딩거의 이론을 충실히 따르며 각 영역의 기능에 대한 설명을 덧붙였는데, 기저핵은 본능을, 구피질(매클레인이 ‘변연계’라고 명명했다)은 감정을, 신피질은 인