라마찬드란 박사의 두뇌 실험실

★<뉴스위크>가 뽑은 ‘21세기 가장 주목해야 할 100인’ 가운데 한 명
★출간된 첫해에 <이코노미스트> 선정 ‘올해의 책’
★영국 채널4와 미국 PBS에서 다큐멘터리로 제작 방영
★2003년 영국 BBC 초청 대중강연
★올리버 색스 추천글

“두뇌의 입장에서 보면 다 이해됩니다”

겉으로는 멀쩡해 보이는 사람이 통증을 호소한다. 마음먹기에 달려 있으니 이겨내야 한다고? 이 말은 오히려 당사자의 정신력마저 힘들게 한다. 마음이 신체를 변화시킬 수 있을까? 이 질문에 대해 신경과학자들은 모든 통증을 마음 하나로 이겨낼 수 있다는 말처럼 환자들에게 모욕적인 말은 없다고 설명한다.
사고로 한쪽 팔을 잃었지만 계속해서 환상 팔이 움직이는 생생한 감각을 느끼는 아마추어 운동선수가 있다. 그는 사라진 팔에서 여전히 통증을 느낀다. 또 머리에 끔찍한 중상을 입은 젊은이는 자신의 부모가 복제인간으로 바뀌었다고 주장한다. 그는 부모의 얼굴을 알아볼 수는 있지만, 친숙함은 느낄 수 없다. 이런 상황을 이해할 수 있는 유일한 방도는 현재의 부모가 가짜라고 가정하는 것이다.
이렇게 두뇌의 특정 부위에 손상을 입은 사람들은 매우 기이한 행동의 변화를 겪게 된다. 그러나 이들 중 ‘미친’ 사람은 아무도 없다. 이들을 정신과 의사에게 보이는 것은 시간 낭비일 뿐이다. 그들은 잃어버린 사지를 느끼며, 아무도 보지 않는 대상을 보게 되고, 우리가 살고 있는 세계를 부정하면서 엉뚱하고 비정상적인 주장을 한다. 그러나 여타 대부분의 것에 대하여 이들은 누구보다 이성적이며, 이 책을 읽고 있는 당신과 비교해서 전혀 미치지 않았다. 단순히 두뇌가 사고하는 메커니즘에 변화가 생겼을 뿐이다.


뇌과학계의 셜록 홈스, 라마찬드란 박사가
펼쳐 보이는 놀라운 두뇌의 실체

<뉴스위크>가 가장 주목해야 할 21세기 100인 가운데 한 명으로 선정한 세계적인 신경과학자 라마찬드란. 이름에서 알 수 있듯이 그는 인도 출신으로, 현재 미국 샌디에이고 소재 캘리포니아 대학 심리학 및 신경과학 교수이자 뇌인지연구소 소장이다. 조국인 인도의 과학아카데미 회원으로도 활동하고 있다. 그는 신경학 관련 서적에는 꽤 널리 인용되고 있을 정도로 잘 알려진 인물이다.
유명한 괴짜신경학자 올리버 색스는 추천글에서 “가장 독창적인 신경학 책”이며 그러면서도 “누구나 읽을 수 있는 책”이라고 이 책의 가치를 평가했다. 이 책의 일본어판에 해설을 쓴 도쿄대 명예교수 요로 다케시(『바보의 벽』의 저자) 역시 “전철에서 책을 읽는 버릇이 있는데 이 책은 집에서 읽을 수밖에 없었다. 전철에서 읽는다면, 사람들이 나를 이상하게 생각할 것은 안 봐도 뻔하다. 그의 글 쓰는 기술은 꽤 훌륭하다.”고 이 책의 대중성을 높이 쳤다.
라마찬드란은 이 책에서 도대체 우리 뇌가 이해하지 못하는 이상 질병이 어떻게 생길 수 있겠는가라는 흥미로운 질문을 제시한다. 바꾸어 말하면 “뇌가 스스로를 이해하려고 애쓰는 것처럼, 뇌 스스로 납득할 때 비로소 치료할 수 있다”는 뜻이 될 것이다. 순수하게 우리 두뇌의 입장에서 제기된 그의 놀랍고도 신선한 발상은 뇌와 행동은 어떻게 맞물려 작동하는가 같은 단순한 질문을 넘어 인간 본성의 근원적인 물음에 도전한다.
『라마찬드란 박사의 두뇌 실험실』은 라마찬드란 박사가 해결한 가장 이상한 사례들과 함께 그것들이 인간의 본성과 마음에 대해 알려주는 통찰이 무엇인지를 보여준다. 그는 면봉이나 거울과 같은 원시적인 도구를 이용해, 사라진 팔이 실재한다고 느끼는 환자에서부터 웃음을 통제할 수 없는 환자에 이르기까지 수많은 신경병 환자들을 연구한다. 그럼으로써 지금까지 그 어떤 과학자도 감히 도전하지 않았던 인간 본성의 심오하고 미묘한 질문들에 답한다.
이 책은 출간 첫해인 1998년에 <이코노미스트>가 ‘올해의 책’으로 선정하면서 최고 수준의 뇌과학 책으로 인정받았고, 영국의 채널4와 미국의 PBS에서 다큐멘터리로 제작해 방영했다. 2003년에는 영국 BBC가 매년 한 차례 명사를 초청해 대중강연을 방송하는 ‘리스 강의’에 라마찬드란은 의사이자 실험심리학자로는 최초로 초대되었다. 2006년 국내에 소개된 『뇌가 나의 마음을 만든다』(바다출판사)는 이 강의를 기초로 내용을 수정, 보완한 것이다.


두뇌를 속인 뇌과학자

신경학에서는 100년에 걸쳐 정상인을 연구하는 것보다 단 한 사람의 환자를 며칠간 연구해 알아내는 것이 훨씬 많다고 한다. 라마찬드란이 펼쳐 보이는 실험 역시 궁극적으로는 인류 역사상 위대한 혁명인 바로 “우리 자신을 이해하는” 단초가 된다는 점에서 뛰어난 도전인 셈이다.
그는 환상사지 환자들이 보편적으로 호소하는 ‘실체를 알 수 없는 통증’을 탐구하게 되었다. 환상사지란 잘려나간 팔다리가 생생하게 느껴지는 증상으로, 기존 의학 상식으로는 설명할 수 없는 질병이었다. 최악의 경우 이 환자들은 절개된 부위의 잘린 끝을 계속해서 잘라나가거나, 척수에 있는 감각이나 통증의 전달 경로를 절개하고, 두뇌 속에 있는 고통중추를 없애버려야 했다. 그러나 이 중 어떤 것도 효과를 거두지 못했다. 환상사지는 거의 언제나 다시 돌아왔다.
도저히 해결할 수 없을 것 같은 이 문제에 대해 라마찬드란은 색다른 접근을 시도했다. “도대체 환상사지가 무엇이며 이것들이 신경계의 어디에서 어떻게 생겨나는가?” 전통적으로 두뇌가 신체를 인식하는 신체상(body image)은 고정되어 있는 것으로 간주되었다. 하지만 라마찬드란은 팔다리 절개 이후 48시간 안에 신체상의 재구성이 매우 빠르게 일어남을 보여주었다. 그의 견해에 따르면, 환상사지는 신체상의 재구성 때문에 생겨난다. 그렇다면 그 과정을 역으로 되돌릴 수는 없을까? 말하자면 두뇌가 환상사지를 잊어버리도록 속일 수는 없는 것일까?
라마찬드란은 특유의 셜록 홈스식 해결 방안을 찾아냈다. 그는 거울이 들어 있는 간단한 상자인 ‘가상현실’ 장치를 만들었다. 환자의 정상적인 오른팔을 환상 팔이 위치한 신체 왼편에 보이도록 하자 결과는 마치 마술과도 같이 즉각 나타났다. 눈으로 보는 팔의 정상적인 모양과 환상 팔이 불러일으키는 느낌이 서로 경쟁하게 되는 것이다. 그 결과 기형이 된 환상사지가 곧게 펴지고, 마비된 환상사지가 다시 움직이기 시작하는 것이다. 그리고 종국적으로는 더 이상 환상사지가 존재하지 않게 된다.


의식은 어디에서 생겨나는가?

1607년 한스 리페르셰이는 판지로 만든 관 속에 두 개의 렌즈를 집어넣어서 보면 멀리 있는 물체가 가까이 보인다는 것을 발견했다. 이 이야기를 들은 갈릴레오는 이 장난감의 잠재력을 금방 알아차렸다. 그리고 그는 사람이나 다른 물건들을 훔쳐보는 대신 그것으로 하늘로 쳐다보았다. 이것이야말로 아무도 시도하지 않은 대발견이었다. 남북전쟁에서 부상당한 병사들이 ‘감각의 유령’이라고밖에 설명할 수 없었던 환상사지를 라마찬드란은 거울 몇 개로 치료에 성공했다. 단 한 번의 발상 전환이야말로 위대한 발견자 명단에 오를 수 있는 자격인 것이다.
그렇다면 물리학에 아인슈타인의 일반상대성이론과 뉴턴의 만유인력 법칙이 있듯이 뇌과학도 통일된 이론을 제시할 날이 올까. 두뇌 연구는 아직 ‘마음은 두뇌의 어디에서 만들어지는가?’ 같은 거대 통합이론을 제시할 수 있는 단계에 이르지 못하고 있다. 하지만 언어, 웃음, 꿈, 우울의 본성 등 인간의 본성을 이해하는 실마리를 던져준다. 어떤 농담은 우습지만 어떤 농담은 왜 우습지 않은가? 왜 신을 믿거나 믿지 않게 되는가? 왜 누군가가 발가락을 빨면 성적인 흥분을 느끼는가? 이제 최소한 이런 문제들에 과학적인 대답을 들을 수 있게 되었다. 한 움큼밖에 되지 않는 두뇌 세포질의 활동이 이 모든 의식적 경험을 관장하고 있는 것이다.