신경과학자 한나 크리치로우(Hannah Critchlow)는 신간 “21세기 두뇌”(The 21st Century Brain)에서 인공지능(AI) 시대에 성공하기 위해 필요한 능력과 이를 키우는 방법을 탐구했다.

“21세기 두뇌”의 저자인 그녀는 “현재의 ‘인간의 뇌 크기’는 과거에 비해 작아졌지만, 여전히 정신적 유연성을 통해 급변하는 세상에 적응할 수 있다고 주장했다.

* 창의력 증진 : 공상 시간 활용

* 창의적 사고 : 자연 속 산책과 수면 중요

‘감성 지능’과 ‘공감 능력’은 삶의 만족도와 관계 형성, 학업 성취도를 예측하는 중요한 지표로, 훈련을 통해 키울 수 있으며, ‘창의력’을 키우기 위해 ‘공상 시간’을 활용하고, 자연 속 산책과 수면이 ‘창의적 사고’를 자극하는 데 도움을 줄 수 있다는 설명이다.

* 긍정적 이타심과 사회적 행동 : 장내 미생물 다양성 필요

신체 활동과 건강한 생활 습관은 뇌의 민첩성과 유연성을 유지하는 데 기여하며, 미토콘드리아의 효율적인 에너지 생성을 돕는 것이 중요하고, ‘장내 미생물 다양성’은 ‘이타심과 사회적 행동’에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 주장이다.

세상이 끊임없이 빠른 속도로 변화함에 따라, 이 모든 것을 이해하기 위해 ”두뇌를 업그레이드“하는 것을 상상해 볼 수도 있다.

표면적으로 보면 이는 불가능해 보일 수 있다. 인간의 회백질(grey-and-white matter)은 석기 시대 조상들의 뇌 구조와 거의 동일하기 때문이다. 회백질은 뇌와 척수 등 중추신경계를 구성하는 두 가지 주요 조직인 회질(grey matter)과 백질(white matter)을 통칭하며, 주로 신경 세포체가 모여 있어 정보 처리가 일어나는 곳이며, 백질은 신경 섬유(축삭)가 모여 있어 뇌의 서로 다른 영역 간에 신호를 전달하는 통로 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

우리 인간의 뇌는 약간 더 작다. 고고학적 유물에 따르면, 지난 1만 년 동안 뇌 크기가 상당히 줄어든 것으로 나타났다.

영국 케임브리지 대학교의 신경과학자 ‘한나 크리치로우’는 낙관적인 전망을 가질 만한 여러 가지 이유를 제시했다. 그녀의 신간 ”21세기 두뇌“에서 ”앞으로 닥쳐올 도전을 헤쳐나가기 위해 필요한 정신적 유연성을 어떻게 기를 수 있는지“ 설명한다.

그녀는 ”기본적으로는 내가 더 나은 결정을 내리고, 내 삶을 개선하기 위해, 특히 중년으로 접어드는 시기에 도움이 되도록 이 책을 썼다“면서 ”하지만 부모님께서도 노년까지 건강한 두뇌를 유지하실 수 있도록, 그리고 지금 10살인 아들의 두뇌 발달을 위해서도 썼으며, 어떻게 하면 아들의 두뇌가 잘 발달하도록 도울 수 있을까 생각했다“고 말했다고 BBC뉴스가 최근 보도했다.

* 신경과학 산물인 인공지능, 인간의 인지 잠재력 발휘

한나 크리치로우는 3년 전 이 책 작업을 처음 시작했는데, 그동안 인공지능(AI) 분야에서 엄청난 발전이 있었다. 하지만 그때도 이 기술이 사회 전반에 걸쳐, 그리고 개인에게도 우리 삶 속으로 스며들기 시작할 것이라는 것은 분명했다. 그때나 지금이나 그에 대한 기대감과 두려움이 동시에 존재했다고 말했다.

잠시 한 발짝 물러서서, 인공지능이 ‘신경과학’에서 얻은 지식을 바탕으로 개발되었다는 사실을 인정하고 싶다. 그렇다면 관점을 바꿔서, 이러한 이해를 활용하여 우리 인간의 뇌가 가진 지능을 최대한 끌어낼 수 있는 방법은 없을까? 이러한 기술 발전을 이끌어 온 바로 그 이해가 우리 모두가 지닌 인간의 인지 잠재력을 발휘하게 할 수 있을 것이다.

* 21세기에 가장 중요할 역량은 ?

과학자들이 종종 간과해왔지만, 서로 소통하고, 새로운 세상을 상상하고, 혁신하고, 문제를 해결하고, 장기적인 안목을 갖는 능력의 근간이 되는 역량에 초점을 맞추고 싶었다고 한나 크리치로우는 강조했다. 전례 없는 사회적, 기술적 변화의 시대에 살고 있는 지금, 변화와 불확실성, 모호함을 견뎌내는 인간의 능력에 대해 탐구하고자 했다고 덧붙였다.

이 모든 것은 기본적으로 건강한 ”생체 에너지“(bioenergetics)를 필요로 하므로, 세포의 에너지 발전소인 미토콘드리아(mitochondria)도 살펴보았다고 저자는 말했다. 저자는 흔히 ”소프트 스킬“(soft skills)로 여겨지는 ‘감성 지능’과 ‘공감 능력’을 살폈다.

감성 지능(EI=Emotional intelligence)과 공감 능력 점수(empathy scores)는 삶에 대한 만족도, 다른 사람들과의 관계에 대한 긍정적인 생각, 그리고 학업 성취도(academic success)를 예측하는 데 가장 중요한 지표가 될 수 있다는 설명이다.

* 감성 지능과 공감 능력 :

- 유전적 소인 : 10~45% 사이

- 훈련을 통해 증진 가능

유전적 데이터를 살펴보면, 감성 지능과 공감 능력은 10%에서 45% 사이의 유전적 소인( heritability)을 갖는 것으로 보이지만, 누구나 훈련을 통해 감성 지능과 공감 능력을 키울 수 있다.

미국 스탠퍼드 대학교의 심리학자 자밀 자키(Jamil Zaki)는 ”자기 자신에게 조금의 연민을 보이는 것부터 시작할 수 있다“고 주장한다. 잠시 시간을 내어 ”왜 이런 감정을 느끼는 걸까?“ 그리고 ”이 감정을 다스리고 더 편안해지기 위해 내가 할 수 있는 일은 무엇일까?“라고 스스로에게 질문해 보라고 권고한다. 자기 연민을 조금씩 실천하기 시작하면, 그 효과는 주변 사람들에게까지 퍼져나갈 것이다.

* 장내 미생물의 다양성에 따라 ‘이타심(altruistic)’ 높아져

나아가 당신은 ‘이타적인 행동’(altruistic behaviour : 타인의 복지를 위해 행동하는 성향), 말 그대로 ”우리의 본능에서 비롯될 수 있다“는 것이다.

저자는 프랑스 퐁텐블로에 있는 인시아드(Insead)의 힐케 플라스만(Hilke Plassmann) 교수와 동료들의 진행한 정말 멋진 연구가 있다고 소개했다. 이 연구에서는 건강한 자원자 100명에게 프리바이오틱스와 프로바이오틱스를 섭취하게 했다. 단 7주 만에 이들은 위약을 섭취한 사람들에 비해 장내 미생물 구성이 훨씬 다양해졌고, 이타심 또한 훨씬 더 강해졌다. 예를 들어, 참가자들은 평등을 위해 기꺼이 자신의 돈을 내놓으려 했다. 다시 말해, ‘장내 미생물 구성’( gut microbiome)이 다양해짐에 따라 ‘이타심 수준이 높아진 것’이다. 정말 놀라운 일이 아닐 수 없다.

* 장내 세균이 어떻게 인간의 행동을 바꿀 수 있을까?

정확한 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았지만, 장과 심장에는 수많은 신경 세포가 존재한다. 우리가 ‘직감’(gut feeling)을 느끼는 것은 이러한 세포들이 미주신경(vagus nerve)을 통해 뇌의 섬엽(insula)으로 신호를 보내기 때문이다. 우선 ‘직감’(gut feeling)은 ”논리적 근거보다는 본능에 의존하며, 신체적으로 장(gut)과 뇌(brain)가 연결되어 있다는 점에서 유래한 표현으로, 긴박한 상황이나 불확실한 선택의 순간에 느껴지는 강한 본능적 확신을 뜻한다.

섬엽은 주변 환경을 감지하고 정보를 수집하는 영역이며, 의사결정을 담당하는 뇌 부위이기도 하다. 장내 세균이 신경 전달 물질을 생성하여 신경 회로의 활동을 변화시키고, 사회적 상호작용을 포함한 우리의 행동을 조절하는 것으로 추정된다.

* 공상 시간과 수면에서 나오는 창의력

신경과학자의 관점에서 볼 때 볼프강 아마데우스 모차르트(Wolfgang Amadeus Mozart : 18세기 오스트리아의 전설적인 작곡가)나 에이다 러브레이스(Ada Lovelace : 19세기 영국의 수학자이자 세계 최초의 프로그래머)와 나머지 보통의 우리들 사이의 차이는 어마어마할까?

첫 번째 방법은 공상하는 시간(daydreaming)을 최대한 활용하는 것이다. 하루 중 20%는 마음이 멍해지는 시간, 즉 특정한 생각을 하거나 특정 목표를 향해 노력하지 않고 이리저리 방황하는 시간으로 보낸다. 바로 이때 새로운 아이디어가 떠오르기 시작한다.

뇌는 머릿속을 스쳐 지나가는 다양한 생각들을 차분히 정리한다. 자연 속에서 산책을 하는 것만으로도 이러한 과정에 도움이 된다는 것은 잘 알려져 있다. 산책은 뇌에서 알파파(alpha waves)라고 불리는 특정 주파수의 전기적 진동을 증가시키는데, 알파파는 차분하고 창의적인 사고와 관련이 있다. 아르키메데스가 욕조에서 편안하게 휴식을 취하며 유레카를 외쳤던 것도 아마 같은 이유일 것이다.

우리는 수면이 창의력에 중요하다는 것을 알고 있다. 특히 잠들기 직전, 생각이 엉뚱하고 단편적으로 떠오를 때 더욱 그렇다. 이는 다시 말해, 창의력 증진과 관련된 뇌파를 자극하기 때문이다.

전해지는 이야기에 따르면, 토머스 에디슨은 금속 쟁반 위에 금속 물체를 올려놓으면 그 물체가 쟁반에 떨어지면서 그를 깨웠고, 그러면 그는 떠오른 새로운 아이디어를 끄적거릴 수 있었다고 한다. (여기에서 중요한 것은 ‘기억보다 좋은 것은 메모’하는 일임을 상기할 필요가 있다.)

건강을 유지하는 것이 21세기의 도전 과제들을 더 잘 헤쳐나가는 데 도움이 될 수 있다는 주장을 설득력 있게 제시됐다.

우리는 신체 활동이 몸뿐 아니라 뇌에도 매우 좋다는 것을 알고 있다. 신체 활동을 통해 새로운 신경 세포와 신경 회로가 생성되기 때문이다. 이는 우리가 새로운 방식으로 생각하고, 새로운 정보를 통합하는 데 도움을 주어 뇌의 민첩성과 유연성을 유지하도록 한다.

* 생체 에너지와 일상생활에 적용법 : 에너지 발전소 ‘미토콘드리아’

* 건강한 식단 : 미트콘드리아에 적절한 연료 공급, 필요한 에너지 생산

인간의 두뇌 활동은 세포 속 작은 에너지 발전소인 미토콘드리아에 달려 있다. 뇌는 다양한 방식으로 사고하기 위해 엄청난 양의 에너지를 사용하므로, 미토콘드리아가 깨끗하고 효율적인 에너지를 생성하도록 돕는 모든 활동은 이러한 정신 활동에 도움이 될 것이다.

운동은 ‘미토콘드리아 증식’을 도와 뇌와 몸에 더 많은 에너지 발전소를 만들어주기 때문이다. 충분한 수면도 중요하게 생각한다. 잠을 자는 동안 에너지 생산 과정에서 발생하는 독성 노폐물을 배출할 수 있기 때문이다. 그리고 건강한 식단을 유지하려고 노력한다. 그래야 미토콘드리아가 적절한 연료를 공급받아 필요한 에너지를 생성할 수 있다. 설탕이나 가공식품을 과다 섭취하지 않는다는 뜻이다.