Breaking
Human-Behavi
인간 두뇌 연구 계속된다…과학자, "아직도 무궁무진해"
2019-05-13 11:49:00
손승빈
▲인간의 두뇌는 영장류 중 크기가 가장 크고 복잡한 구조를 지니고 있다(사진=ⓒ123RF)

사람의 두뇌 관련 연구가 계속되고 있다.

대부분의 동물은 신체 크기에 비례하는 크기의 뇌를 갖고 있다.

인간의 경우 신체 크기와 비례한 뇌의 크기 보다 6배나 더 큰 두뇌를 갖고 있으며, 다른 동물들과는 구별되는 복잡한 뇌 용적을 갖고 있다.

인간은 두뇌를 갖춤으로써 지능을 갖게 됐고 인간이 다른 동물들과 비교해 이러한 차별성을 갖게 된 이유에 대해 과학자들은 몇 가지 이론을 제시했다다.

지능의 대가

인간의 두뇌는 영장류 중 그 크기가 가장 크며 가장 복잡한 구조로 구성돼 있다. 600만 년 전과 200만 년 전 사이 인간은 처음 직립보행을 시작했고 간단한 도구들을 만들기 시작했다.

스미소니언 박물관에 따르면 인간의 두뇌는 이 시기부터 서서히 그 크기가 증가했으며 200만 년 전과 80만 년 전 사이에 신체 크기가 커짐에 따라 뇌의 크기도 증가했다고 밝혔다.

두뇌의 크기가 갑작스럽게 증가했던 시기는 80만년 전과 20만년 전 사이로 해당 시기는 기후가 급변하던 시기이다.

인간의 두뇌는 유지비용이 큰 기관이다. 인간의 두뇌가 수십년에 걸친 정보를 저장하고 입력된 자극을 처리하고 이에 적절하게 반응하는 데 1초도 걸리지 않는다는 점을 고려하면 이는 당연한 결과이다.

이에 더해 인간의 뇌는 언어와 예술같은 추상적인 정보와 개념들도 처리해야 한다.

소식지 '더 컨버세이션'에 따르면 인간의 두뇌는 전체 신체 비중의 2에서 4%밖에 차지하지 않지만, 신체 에너지의 20%를 소모한다고 한다.

이를 차치하더라도 뇌의 크기가 크면 두개골의 크기도 커져야 한다는 것을 의미하며 이는 출산 시 큰 고통을 수반한다는 결과로 돌아온다.

자연선택과 진화는 종종 효율성이 더 크고 에너지가 더 적게 소비되는 방향을 선택하는 데 이 점이 바로 과학자를 난처하게 하는 부분이다.

여려 생물은 작은 크기이거나 때로는 아예 존재하지도 않는 두뇌를 갖고 별다른 노력없이 번성한다.

인간의 두뇌는 직면한 문제들을 인간이 해결해 나가는 과정에서 크기가 커졌다는 데 과학자들의 의견이 모아졌지만 두뇌의 크기가 커질 수 밖에 없었던 인간이 직면했던 문제들이 정확히 무었이었는가에 대해서는 아직 분명하게 밝혀진 게 없다.

우세한 이론들

이 문제에 관해 오랜 시간동안 우세하게 받아들여졌던 이론은 인간이 당면한 사회적 문제들이 인간의 두뇌의 크기를 키웠다는 이론이다.

해당 이론이 힘을 얻을 수 있었던 이유는 사회적 관계를 유지하는 것이 일반적인 동물들에게 있어서는 매우 어려운 일이라는 점이다.

다른 이들과 협력하거나 습격 또는 사냥을 위해 단체를 조직하고, 단체의 구성원들의 반응을 예상하는 등의 일들은 높은 수준의 문제해결 능력을 요한다.

이러한 역동적인 문제들을 해결하며 우리의 두뇌는 크기가 커질 수 밖에 없었고 현재의 크기에 이르렀다는 것이다.

다른 이론으로는 우리의 뇌가 환경적인 문제들을 직면하며 크기가 커졌다는 이론이 있다.

우리의 조상들은 더 많은 식량을 찾고 이를 적합한 방식으로 저장해야 했으며 항상 변화하는 기후조건을 가지고 있는 사바나라는 환경에서 음식을 조리해 먹어야 하는 문제들을 겪었다.

고대인들의 뇌는 사냥감을 추적하고 사냥하고 불을 이용하는 일에까지 사용됐다.

받아들여지고 있는 원인

과학자들은 최근 인간의 두뇌가 커지게 된 원인에 대해 사회학적 요소뿐 아니라 환경적 요소들도 존재했다는 것에 의견을 좁히고 있다.

과학자들은 실험을 통해 수학적 모델과 함께 각기 정도가 다른 사회적, 환경적 문제들을 구성해 인간이 직면했을 수 있는 여러 상황들을 재구성했다.

이 모델을 통해 각 상황 속에서 뇌의 크기가 얼마나 커질 수 있는지를 계산했고 직면한 문제들을 해결하는 데 뇌가 얼마만큼의 에너지를 소비하는지를 관찰했다.

실험 결과, 환경적 문제들과 사회적 문제들이 복합적으로 공존하는 상황 속에서 뇌의 크기가 오늘날 인간의 두뇌의 크기와 비슷한 크기로 커지는 결과가 도출됐지만 그 중에서도 환경적 문제들을 해결해 나가는 과정이 뇌의 용적 팽창에 결정적인 역할을 한 것으로 나타났다.

실험 속에서 사회적인 문제를 해결하는 과정은 뇌의 크기를 더 작게 만드는 결과를 초래했다.

과학자들은 더 큰 크기의 뇌가 꼭 이점만 가져오지는 않는다는 것을 발견했는데, 사회적 문제가 존재하지 않는다면 인간의 두뇌는 현재의 크기보다 더 커질 수는 있겠지만 사회적인 교류를 수행하는 데 있어서는 부적합할 것이라는 점을 발견했다.

▲200만 년에서 80만 년 전 인간의 체질량은 불어나기 시작했다(사진=ⓒ123RF)

왜 인간만이 큰 두뇌를 갖고 있는가?

뇌의 크기가 사회적인 문제를 겪으며 줄어든다는 점은 일반적인 상식에 벗어나는 것처럼 보인다.

하지만 무리의 구성원들은 힘을 모았을 때 사회적인 문제를 해결해 나갈 수 있다. 다른이와 함께 했을 때 비효율적으로 뇌를 사용하지 않고도 문제를 해결할 수 있다는 것이다.

반면, 다른 많은 종의 동물도 뇌의 크기를 증가시키는 환경적 문제들을 겪어왔음에도 인간의 두뇌만 크기가 커졌다는 점에 의문이 생길 수 있다.

다른 동물들과는 다르게 오직 인간만이 끊임없이 배우고 있고 습득한 기술을 보강했으며 습득한 지식을 문화라는 수단을 통해 보존했는데 이는 인간이 발달한 뇌의 크기를 유지할 수 있도록 해줬다.

아직까지 여러 과학자들이 인간의 뇌가 더 많은 지식을 습득하고 더 다양한 교류를 경험하며 지금보다 더 변화할 수 있는지에 대해 고민하고 있으나 뚜렷한 변화가 나타날 때까지는 몇 백만 년이 소요될 것으로 보인다.

이를 통해 초래되는 결과가 우리 종 이로운 것이 되기를 바라는 바이다.


Today's Top 5