사이언스 온 - 사랑 은 화학 작용 일 뿐 일까 ? 
 송민 령 2016 . 11 . 07 
 [ 7 ] 기계 화 된 마음 ②: 물질 의 풍성 한 작용 
 물질 의 작용 을 근대 기계 처럼 단순 하 고 결정 론 적 이 라고 생각 하 면 , 
 마음 이 물질 이 라는 말 이 불편 할 수 밖에 없 다 . 
 하지만 뇌 속 물질 들 의 작용 은 
 기계 라기 보다 는 생태 계 처럼 복잡 미묘 하 다 . 
 마음 은 “ 물질 의 작용 일 뿐 ” 인 게 아니 라 “ 물질 씩 이나 ” 되 었 기에 
 ‘ 뇌 ’ 라는 조건 이 갖추 어 지 자 마음 이 생겨났 던 ( emergence ) 것 이 다 . 
 이 정도 면 , 마음 이 물질 임 에 자부심 을 가져도 좋 지 않 을까 . 
 » 사랑 , LOVE . 출처 / Wikimedia Commons 
 “ 사랑 은 화학 작용 일 뿐 이 다 . ” 
 이런 말 을 들으면 묻 고 싶 다 . 아니 그럼 화학 작용 이 아닌 게 뭔데 ? 
 모든 뇌 활동 은 물질 의 작용 덕분 이 다 . 그럼에도 사랑 이 화학 작용 ’ 일 뿐 ’ 이 라는 말 은 냉소 적 으로 들린다 . 사랑 은 아름답 고 신비 로운 반면 , 물질 의 작용 은 단순 하 고 하등 하 다고 느껴 지 기 때문 이 다 . 사랑 뿐 만 이 아니 다 . 기능 성 자기공명영상 ( fMRI ) 을 비롯 한 뇌 영상 ( neuroimaging ) 기술 의 발달 로 정신 적 인 활동 을 하 는 동안 의 뇌 활동 을 눈 으로 볼 수 있 게 되 자 , 사람 들 은 마음 이 물질 의 작용 에 지나 지 않 는다는 불편 한 진실 과 마주 하 게 되 었 다 . 
 뇌 속 물질 들 은 어떻게 작용 할까 ? 뇌 속 물질 들 이 어떻게 작용 할 거 라고 생각 하 기 에 , 마음 이 물질 의 작용 이 라는 말 이 불편 하 게 들리 는 걸까 ? 뭔가 가 물질 이 라고 한다면 , 그것 은 어떻게 동작 할 것 같 은가 ? 
 뇌 영상 연구 들 은 특정 뇌 영역 을 색깔 로 표시 한 그림 과 함께 ( 예 : 아래 그림 ) , 지나치 게 간략 하 게 소개 되 곤 한다 . [ 1 ] 다른 영역 들 과 의 상호 작용 이나 실험 의 세부 사항 을 생략 한 채 이런 그림 이 소개 되 면 , 비 전공 자 들 은 ‘ 표시 된 영역 이 소개 된 기능 을 독립 적 으로 수행 하 는가 봐 ’ 라고 생각 하 기 쉽 다 . 여기 서 한 걸음 만 더 나아가 면 , 마음 을 기능 별 로 구획 할 수 있 으며 , 구획 된 기능 들 을 뇌 속 의 여러 영역 에 할당 ( mapping ) 할 수 있 으리라는 환원 적 인 추론 에 이른다 . [ 2 ] 
 » 지나치 게 단순 화 되 어 소개 된 뇌 영상 연구 의 사례 . 원래 논문 은 평범 한 사람 들 이 특정 한 상황 에서 살인 을 정당 화 할 때 의 뇌 반응 을 다루 었 으며 , 그림 에 표시 된 안와 전두엽 ( OFC ) 외 에 타인 공감 에 관련 된 다른 영역 의 반응 도 함께 발견 하 였 다 . [ 1 ] 그러나 이 논문 을 소개 한 기사 에서 는 “ 살인 하 는 사람 의 뇌 특징 ” 이 라는 제목 과 함께 안 와 전두엽 만 도드 러진 그림 이 제시 되 었 다 . 출처 / wikipedia . org 
 ‘ 도파민 은 행복 호르몬 ’ 이 라거나 ‘ 편도체 는 감정 의 중추 ’ 식 으로 지나치 게 단순 화 된 표현 또한 환원 적 인 경향 을 부추긴다 . 이런 표현 들 은 행복 과 감정 이 개별 적 으로 분리 될 수 있 는 기능 이 며 , 이 기능 들 은 도파민 과 편도체 라는 특정 한 물질 , 또는 부위 에 할당 될 수 있 다는 인상 을 준다 . 이래서야 도파민 과 편도체 가 행복 또는 감정 이 라는 기능 을 수행 하 는 기계 의 부품 이나 컴퓨터 의 변수 처럼 보인다 . 
 이런 인식 을 조금 만 더 확장 하 면 , 도파민 이나 편도체 같 은 부품 들 로 구성 된 뇌 는 기계 이 고 , 자의식 이나 불 안 같 은 마음 의 작용 은 환상 일 뿐 이 므로 , 관련 된 부위 를 수선 하 는 약 이나 장비 로 고치 면 된다고 생각 하 게 될 수 있 다 . 설계 된 대로 동작 하 는 기계 는 오묘 하 고 도 변화무쌍 한 마음 을 구현 하 기 에 는 확실히 부족 해 보인다 . 
 신경 조절 물질 도파민 은 … 
 도파민 은 신경 조절 물질 ( neuromodulator ) 이 다 . 신경 조절 물질 은 신경전달물질 ( neurotransmitter ) 과 다르 다 . 글루 타 메이트 ( glutamate ) 나 가바 ( GABA ) 같 은 신경전달물질 은 시냅스 후 신경 세포 를 직접 흥분 시키 거나 억제 하 며 시냅스 전 신경 세포 의 정보 를 전달 한다 . 반면 에 , 도파민 , 세로토닌 , 노르에피네프린 , 아세틸콜린 같 은 신경 조절 물질 들 은 신경 세포 의 활동 패턴 을 조율 한다 . 그럼 으로써 신경망 의 구조 를 바꾸 지 않 고 도 , 신경망 이 몸 안팎 의 상황 에 맞춰 다양 한 방식 으로 대응 할 수 있 게 한다 . 신경 조절 물질 들 의 분비 가 외부 상황 이나 내 적 상태 와 긴밀 하 게 연결 되 어 있 는 것 도 그 때문 이 다 . 
 » 신경전달물질 과 신경 조절 물질 . 시냅스 는 두 신경 세포 가 연결 된 좁 은 틈 이 다 . 시냅스 전 신경 세포 에서 시냅스 틈 으로 분비 한 신경 전달 물질 을 시냅스 후 신경 세포 가 포착 함 으로써 , 시냅스 전 신경 세포 의 신호 가 시냅스 후 신경 세포 로 전달 된다 . 그림 출처 / [ 4 ] 
 신경전달물질 은 뇌 전역 의 다양 한 신경 세포 들 에서 생성 되 며 , 시냅스 를 통해 시냅스 후 신경 세포 로 분비 된다 ( 위 그림 A ) . 반면 , 몸 안팎 의 상황 에 맞춰 뇌 의 전반 적 인 활동 패턴 을 조율 하 는 신경 조절 물질 은 뇌 의 국소 영역 에서 만 생성 되 어 여러 영역 으로 널리 전파 된다 . 도파민 의 경우 , 중뇌 의 복측 피 개 ( VTA ) 와 흑 질 치밀 대 ( SNc ) 에서 생산 되 어 ( 아래 그림 에서 파란색 ) , 줄무늬 체 ( striatum ) , 전두엽 , 해마 , 편도체 등 으로 분비 된다 . 
 중뇌 의 조그만 영역 에서 생성 된 도파민 이 어떻게 전두엽 처럼 멀리 있 는 뇌 영역 까지 전해 지 는 걸까 ? 세 포체 가 복측 피 개 에 있 는 도파민 신경 세포 는 전두엽 까지 이르 는 긴 축삭 돌기 ( axon ) 를 뻗 는다 . 도파민 은 이 축삭 돌기 의 말단 과 중간 중간 의 불룩 한 부분 에서 분비 된다 . ( 위 그림 B , 축삭 돌기 를 저렇게 멀리 보냈 는데 도파민 이 축삭 돌기 말단 에서 만 분비 된다면 얼마나 비 효율 적 이 겠 나 ! ) 신경전달물질 이 시냅스 를 통해 한 신경 세포 에서 다른 신경 세포 로 전달 되 는 것 과 달리 ( 위 그림 A ) , 신경 조절 물질 은 이렇게 축삭 돌기 중간 중간 에서 방사 되 므로 ( 위 그림 B ) 방사 되 는 곳 인근 에 있 는 여러 신경 세포 들 의 활동 을 조절 할 수 있 다 . 
 » 도파민 회로 ( 파란색 ) . 비교 를 위하 여 솔기 핵 ( raphe nucleus ) 에서 분비 되 어 줄 무늬 체 와 피질 의 여러 곳 으로 분비 되 는 신경 전달 물질 인 세로토닌 의 회로 ( 주황색 ) 도 함께 표시 하 였 다 . 출처 / commons . wikimedia . org 
 도파민 이 신경 세포 의 활동 을 조절 할 수 있 는 것 은 세포막 에 있 는 도파민 수용체 덕분 이 다 . 도파민 수용체 는 세포 밖 의 도파민 과 결합 하 여 , 세포 안쪽 물질 들 의 활동 방식 을 조절 하 는 단백질 이 다 . 도파민 수용체 는 모두 5 가지 가 있 는 데 크 게 흥분성 인 D 1 형 , 그리고 억제 성인 D 2 형 으로 나뉜다 . [ 5 ] [ 6 ] 하나 의 뇌 영역 에 는 보통 D 1 형 과 D 2 형 수용체 들 이 섞여 있 는데 D 1 형 수용체 의 활동 이 우세 한 신경망 에서 는 강한 입력 을 받 는 소수 의 신경 세포 들 만 이 크 게 활성 화 되 고 학습 되 기 쉬운 상태 가 된다 ( 아래 그림 A ) . 반면 에 , D 2 형 수용체 의 활동 이 우세 한 신경망 에서 는 약한 활성 을 보이 는 다수 의 신경 세포 들 이 신경망 에 존재 하 게 된다 ( 아래 그림 B ) . 
 » 도파민 의 D 1 형 과 D 2 형 수용체 가 신경망 의 활동 에 미치 는 영향 . [ 5 ] 를 참고 하 여 그림 . 
 이 처럼 도파민 은 날씨 나 계절 처럼 신경망 의 전반 적 인 활동 양식 을 조절 한다 . [ 7 ] 같 은 가을 이 라도 지역 에 따라 풍광 이 다르 듯이 , 도파민 의 효과 도 뇌 영역 에 따라 다르 다 . 도파민 이 분비 되 는 대표 적 인 영역 인 줄무늬 체 와 전두엽 을 비교 하 며 도파민 에 대해서 좀 더 알아보 자 . 
 전두엽 의 도파민 
 보상 처럼 생존 에 중요 한 자극 을 접할 때 면 , 배 외측 전전 두 피질 의 도파민 농도 가 높 아 져 D 2 형 수용체 의 활동 이 왕성 해 지 고 , 이 중요 한 자극 들 이 작업 기억 에 유입 되 기 쉬운 , 산만 한 상태 가 될 것 이 다 ( 아래 그림 ) . [ 5 ] 그러 다가 시간 이 지나 도파민 이 확산 하 고 분해 되 며 도파민 농도 가 낮 아 지 면 D 1 형 수용체 의 활동 이 우세 해질 것 이 다 . 그러면 얼마 전 에 작업 기억 에 유입 된 중요 한 자극 몇 가지 를 집중 적 으로 학습 하 기 유리 한 상태 로 자연 스럽 게 전환 된다 . 정말 이 지 절묘 한 시스템 이 아닌가 ! 
 » 도파민 의 농도 변화 와 전두엽 신경망 의 활동 양상 . 전두엽 에서 는 도파민 의 농도 가 높 을 때 는 D 2 형 수용체 의 활동 이 우세 하 여 산만 하 지만 새로운 정보 를 받아들이 기 유리 한 상태 가 된다 . 도파민 의 농도 가 점차 로 낮 아 지 면 D 1 형 수용체 의 활동 이 우세 하 여 소수 의 감각 정보 와 기억 만 을 집중 적 으로 처리 하 고 기억 하 기 유리 한 상태 가 된다 . 도파민 의 농도 가 지나치 게 높 거나 낮 으면 정보 처리 에 불리 하 다 . 그러 니 도파민 의 농도 는 작업 특성 에 따라 적절 하 게 조절 되 어야 한다 . 
 그런데 배 외측 전전 두 피질 의 도파민 분비 가 유난히 많 거나 , 배 외측 전전 두 피질 에서 도파민 을 분해 하 는 효소 의 작용 이 특별히 약하 거나 , D 2 형 수용체 의 밀도 가 높 은 것 과 같 은 이유 로 , D 2 형 수용체 의 활동 이 우세 한 상태 가 지속 되 면 어떻게 될까 ? 작업 기억 은 새로운 정보 를 받아들이 기 엔 유리 하 지만 산만 한 상태 에 머물러 있 게 될 것 이 다 . 실제로 전두엽 의 D 2 형 수용체 는 주의력 결핍 과잉 행동 장애 ( ADHD ) 와 정신 분열증 ( 주의력 장애 는 정신 분열증 의 주 된 증상 중 하나 ) 에 관련 된 것 으로 알려져 있 으며 많 은 향정 신성 약물 은 D 2 형 수용체 의 작용 에 영향 을 끼친다 . [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 
 줄무늬 체의 도파민 
 도파민 의 농도 가 변하 는 속도 는 뇌 부위 에 따라 다르 다 ( 아래 그림 ) . 전두엽 에서 는 도파민 농도 가 느리 게 올라간 뒤 수 분 ~ 수십 분 동안 높 은 상태 로 지속 되 지만 , 줄무늬 체 ( striatum ) 에서 는 도파민 농도 가 수십 ~ 수백 밀리 초 단위 로 빠르 게 오르 고 내린다 . [ 5 ] [ 13 ] 줄무늬 체 에서 는 도파민 이 분비 되 는 장소 들 의 밀도 와 분비 된 도파민 을 분해 하 는 효소 의 밀도 가 높 아 , 도파민 농도 가 빠르 게 높 아 지 고 빠르 게 낮 아 질 수 있 기 때문 이 다 . 그래서 줄무늬 체의 도파민 은 특정 한 타이밍 에 특정 한 행동 을 촉발 하 거나 , 억제 하 고 , 학습 시키 기 에 적합 하 다 . 줄무늬 체의 도파민 이 충동 과 동기 부여 , 행동 의 선택 과 학습 에 관련 된 이유 다 . [ 14 ] 
 » 좌 : 선조체 와 전두엽 의 도파민 시스템 의 차이 . 출처 / Wikipedia . org . 우 : 선조체 ( 보라색 ) 와 전두엽 ( 청록색 ) 에서 도파민 이 분비 된 후 농도 변화 의 추이 . 도파민 이 분비 되 는 장소 와 도파민 분해 효소 의 밀도 가 높 은 선조체 에서 는 도파민 농도 가 빠르 게 높 아 지 지만 , 그렇 지 않 은 전두엽 에서 는 도파민 농도 가 느리 게 올라가 고 농도 과 높 은 상태 가 오래 지속 된다 . 이 그래프 는 두 영역 의 농도 추이 를 대략 적 으로 설명 하 기 위한 것 일 뿐 , 정확 한 수치 에 따라 축척 을 고려 하 여 그려진 것 은 아니 다 . 
 전두엽 과 달리 줄무늬 체 에서 는 도파민 의 농도 가 높 을 때 D 1 형 수용체 의 활동 이 우세 하 고 , 도파민 의 농도 가 낮 을 때 D 2 형 수용체 의 활동 이 우세 하 다 . 줄무늬 체 에서 는 도파민 농도 가 높 아 D 1 형 수용체 가 활성 화 되 면 행동 이 촉발 되 고 학습 되 기 쉬워 지 고 , 도파민 농도 가 낮 아 져 D 2 형 수용체 의 활동 이 우세 해 지 면 행동 의 억제 가 완화 된다 . [ 6 ] 즉 , 줄무늬 체 에 도파민 농도 가 높 을수록 어떤 행동 이 일어나 기 가 쉬워진다 . 
 그래서 줄무늬 체 도파민 의 과 활성 을 동반 하 는 질환 인 튜 렛 증후군 에 걸리 면 조절 되 지 않 은 급작 스러운 움직임 이 일어난다 . 반면 , 줄무늬 체 도파민 의 농도 가 낮 아 지 는 질환 인 파킨슨 병 에 걸리 면 동작 을 시작 하 기 가 힘들 어 지 고 움직임 도 느려진다 . [ 15 ] 파킨슨 증상 은 L - DOPA 를 투여 하 여 도파민 농도 를 높임 으로써 완화 할 수 있 다 . 다만 약 으로 도파민 농도 를 높이 면 , 움직임 이 촉발 되 기 쉬워 지 고 행동 의 억제 도 완화 되 므로 , 도박 중독 에 빠지 기 쉬운 충동 적 인 상태 가 되 고 , [ 16 ] 행동 의 학습 양상 도 달라진다고 한다 . [ 17 ] 
 도파민 수용체 의 종류 또한 뇌 영역 마다 다르 다 . D 2 형 수용체 중 하나 인 D 4 수용체 는 줄무늬 체 에 는 적 지만 , 전두엽 에서 는 다량 발현 된다 ( 위 그림 ) . 그래서 전두엽 의 D 2 형 수용체 의 과잉 활동 을 억제 하 여 정신 분열증 증상 을 완화 하 려 할 때 는 , D 4 수용체 와 는 강하 게 결합 하 지만 D 2 수용체 와 는 약하 게 결합 하 는 클 로자 핀 ( clozapine ) 이 라는 약물 을 사용 하 곤 한다 . [ 10 ] D 2 수용체 에 잘 결합 하 는 약물 을 사용 하 면 , 충동 과 움직임 에서 중요 한 역할 을 하 는 줄무늬 체의 D 2 수용체 에 도 영향 을 주 어 부작용 을 일으키 기 때문 이 다 . 
 휘유 ~ ‘ 행복 호르몬 ’ 이라고 대충 불리 던 도파민 은 이 정도 는 되 는 녀석 이 었 다 . 도파민 은 각기 다른 회로 를 가지 고 서로 다른 정보 를 처리 하 는 여러 영역 으로 분비 되 며 , 뇌 영역 마다 도파민 수용체 의 종류 와 분포 , 도파민 분해 효소 의 종류 와 밀도 , 도파민 분비 장소 등 이 다르 다 . 
 이것 이 도파민 이 라는 한 가지 물질 이 학습 , 동기 부여 , 주 의 집중 , 움직임 을 비롯 한 여러 기능 에 관련 된 이유 이 고 , 마음 의 기능 들 을 따로따로 분리 하 기 힘든 이유 이 다 . 또한 도파민 라는 한 가지 물질 이 정신 분열증 , 중독 , 튜 렛 신드롬 , 파킨슨병 등 여러 질병 에 관련 된 이유 이 며 , 도파민 시스템 에 작용 하 는 약물 들 이 다양 한 부작용 을 동반 할 수 밖에 없 는 이유 이 다 . 
 개개인 의 다양 성 
 그리고 다양 한 개인 이 존재 하 는 이유 이 다 . 도파민 시스템 하나 의 해도 도파민 수용체 , 도파민 분해 효소 , 도파민 분비 장소 , 도파민 신경 세포 , 도파민 의 분비 를 받 는 영역 의 특색 등 무수 한 작용점 들 을 가지 고 있 다 . 그리고 각각 의 작용점 은 유전 적 이 거나 후천 적 인 차이 로 인해 사람 마다 조금 씩 다르 다 . 
 개개인 의 다양 성 은 도파민 이 독립 적 으로 작용 하 지 않 고 다른 신경 조절 물질 들 과 상호 작용 하 기 에 더욱 증폭 된다 . 아세틸콜린 은 도파민 과 길항 작용 을 한다고 알려져 있 다 . 따라서 도파민 의 작용 을 강화 ( 또는 약화 ) 하 는 특징 들 로 인한 효과 의 일부 는 , Ach 의 기능 을 강화 ( 또는 약화 ) 하 는 특징 들 로 인해서 상쇄 , 보완 될 수 있 다 . 
 아세틸콜린 뿐 만 이 아니 다 . 노르에피네프린 의 전구체 ( 생체 에서 최종 생성물 이 합성 되 기 직전 단계 의 물질 , 전 구체 가 많 으면 최종 생성물 도 많 아 진다 ) 는 도파민 이 며 , 노르에피네프린 을 분해 하 는 일부 효소 들 은 도파민 도 분해 할 수 있 다 . 따라서 두 신경 전달 물질 들 의 작용 이 얽혀 있 을 것 으로 예상 된다 . [ 19 ] 최근 에 는 도파민 이 글루 타 메이트 ( glutamate ) 나 가바 ( GABA ) 등 다른 신경전달물질 과 함께 분비 된다는 연구 도 늘어나 고 있 다 . [ 20 ] 
 도파민 의 분비 를 받 는 전두엽 , 줄무늬 체 , 해마 , 편도체 등 의 영역 은 피동 적 으로 도파민 을 받 기 만 하 는 것 이 아니 어서 상황 은 더 복잡 해진다 . 이 영역 들 은 도파민 을 분비 하 는 중뇌 에 피드백 을 보내 도파민 의 분비 를 조절 하 며 , 도파민 분비 량 에 맞춰 적응 한다 . 예컨대 중독 성 약물 들 은 도파민 의 농도 를 빠르 게 높이 는데 , 이런 약물 에 중독 되 면 D 2 수용체 의 밀도 가 낮 아 지 고 도파민 분비 량 도 줄어든다 . [ 21 ] 
 이 처럼 도파민 시스템 , 도파민 과 상호 작용 하 는 다른 신경 전달 / 조절 물질 , 도파민 분비 를 받 는 영역 의 특성 등 모든 작용점 에서 다양 한 차이 가 있 을 수 있 고 , 이 차이 들 때문 에 도파민 이 작용 하 는 모습 , 뇌 가 활동 하 는 모습 이 사람 마다 달라진다 . 타고난 유전 적 차이 뿐 만 아니 라 , 사람 마다 , 시대 마다 , 문화 마다 다른 삶 의 궤적 이 뇌 를 바꾸 며 이 차이 를 더 풍성 하 게 만든 다 . 그래서 세상 에 는 온갖 다양 한 사람 이 있 고 , 한 사람 안 에 도 그때 그때 변하 는 다양 한 모습 이 있 으며 , 그런 순간 들 을 지나 며 사람 들 은 평생토록 변해간다 . 
 이런 다양 함 덕분 에 세상 에 는 천재 도 있 고 , 부족 한 사람 도 있 고 , 살 다 보 면 밝 은 시기 도 있 고 , 아픈 시기 도 있 다 . 누구 든 어떤 부분 에 선가 는 튀어나오 고 어떤 부분 에 선가 는 모자라 기 에 , 모든 면 에서 완벽 하 게 평범 한 사람 은 없 다 . 모자람 과 질병 이 , 뛰어남 과 건강 이 있 게 한 다양 성 의 한 모습 임 을 안다면 , 모자라 거나 아픈 사람 들 을 열등 하 거나 불행 하 다고 보 는 대신 그저 다르 다고 여길 수 도 있 지 않 을까 . 
 무작위 성 과 우연 성 
 그런데 뇌 가 아무리 복잡 하 다고 하 더라도 설계 된 대로 움직일 뿐 이 라면 , 뇌 속 물질 들 의 작용 도 정교 한 기계 와 마찬가지 인 건 아닐까 ? 뉴턴 물리학 에서 말 하 듯 , 뇌 속 의 모든 분자 들 의 위치 와 운동 을 알 면 , 마음 의 미래 도 결정 론 적 으로 예측 할 수 있 는 게 아닐까 ? 
 세포 의 구조 를 설명 하 는 그림 에 는 대개 생략 되 어 있 지만 , 세포 내부 이 최대 40 % 는 단백질 분자 들 이 차지 하 고 있 다 . 단백질 분자 처럼 나노미터 나 마이크로미터 단위 의 입자 들 은 가만히 정지 해 있 지 않 고 끊임없이 브라운 운동 을 한다 . [ 22 ] 브라운 운동 이란 , 식물 학자 로버트 브라운 이 물 에 넣 은 꽃가루 입자 들 의 움직임 을 관찰 하 다 처음 발견 한 현상 인데 , 미소 입자 들 이 기체 나 액체 속 에서 무작위 적 으로 움직이 는 것 을 말 한다 . 브라운 운동 을 하 는 단백질 분자 들 때문 에 세포 안쪽 은 아래 동영상 처럼 정신없이 복잡 하 다 . 
 [ https : / / youtu . be / VdmbpAo 9 JR 4 ] 
 위 동영상 의 1 분 55 초 쯤 에 는 시냅스 로 분비 될 소포체 ( vesicle , 동영상 에서 파란색 구체 ) 가 키네신 ( kinesin , 동영상 에서 두 개 의 발 을 가진 연노랑 색 의 긴 막대 ) 에 이끌려 미세 소관 ( microtubule , 동영상 에서 청록색 의 긴 원통 ) 을 따라 이동하 는 장면 이 나온다 . 소포체 를 구성 하 는 막 과 단백질 들 은 이렇게 키네신 과 미세 소관 의 도움 으로 세 포체 에서 축삭 돌기 말단 까지 이동 하 는데 , 그 광경 이 로봇 이 화물 을 싣 고 걷 는 모습 과 는 사뭇 다르 다 . 앞서 설명 한 브라운 운동 때문 에 키네신 의 발 은 기계 처럼 척척 진행 하 지 못하 고 , 두들겨맞 고 휘둘리 면서 어렵사리 한 발 씩 내딛 는다 . [ 22 ] 이렇 다 보 니 들 어 올린 발 이 때로 는 뒤 로 도 간다 . 
 생체 의 단백질 분자 들 은 화학 적 법칙 과 브라운 운동 이 주 는 무작위 적 인 기회 사이 에서 절묘 한 기능 을 이루 며 작용 한다 . 다른 분자 들 과 의 무작위 적 인 충돌 때문 에 단백질 분자 들 은 화학식 이 같 더라도 접힌 구조 가 조금 씩 달라지 고 , 접힌 구조 의 차이 는 단백질 분자 들 의 반응 양상 에 도 영향 을 미친다 . [ 22 ] 이 처럼 끊임없 고 무작위 적 인 움직임 때문 에 생명 활동 은 동작 을 완전히 예측 할 수 있 는 근대 기계 들 과 는 다르 다 . 
 더욱이 뇌 속 물질 들 은 몸 과 환경 으로부터 분리 되 어 있 지 않 다 . 개개인 은 시대 적 인 변화 나 날씨 처럼 우연 이 라고 밖 에 할 수 없 는 사건 들 을 살아가 며 , 개개인 이 우연히 섭취 한 음식 들 이 뇌 속 물질 들 을 구성 하 고 , 뇌 의 대사 에 영향 을 미친다 . 이 우연 적 사건 들 의 경로 가 뇌 신경망 을 바꿔 간다 . 그래서 브라운 운동 의 무작위 성 을 무시 한다손 치 더라도 , 개개인 의 뇌 는 태어날 때 부터 결정 된 기계 가 아닌 , 개인 과 우연 한 사건 들 의 마주 침 이 빚어낸 독특 한 역사 적 산물 이 다 . [ 23 ] 
 물질 의 작용 을 근대 기계 처럼 단순 하 고 결정 론 적 이 라고 생각 하 면 , 마음 이 물질 이 라는 말 이 불편 할 수 밖에 없 다 . 하지만 뇌 속 물질 들 의 작용 은 기계 라기 보다 는 생태 계 처럼 복잡 미묘 하 다 . 마음 은 “ 물질 의 작용 일 뿐 ” 인 게 아니 라 “ 물질 씩 이나 ” 되 었 기에 ‘ 뇌 ’ 라는 조건 이 갖추 어 지 자 마음 이 생겨났 던 ( emergence ) 것 이 다 . [ 24 ] 이 정도 면 , 마음 이 물질 임 에 자부심 을 가져도 좋 지 않 을까 . ◑ 
 [ 1 ] Molenberghs P et al . ( 2015 ) The neural correlates of justified and unjustified killing : an fMRI study . Soc Cogn Affect Neurosci . 10 : 1397 – 1404 . 
 https : / / www . ncbi . nlm . nih . gov / pmc / articles / PMC 4590538 / 
 “ 살인 하 는 사람 들 의 뇌 특징 분석 해 보 니 < 연구 >” ( 서울 신문 2015 . 04 . 1009 ) 
 그런데 이 논문 을 소개 한 위 기사 는 “ 살인 하 는 사람 들 의 뇌 특징 ” 이 라고 함 으로써 , 살인 하 는 사람 과 그렇 지 않 은 사람 이 따로 있 고 , 살인 하 는 사람 의 뇌 는 하드웨어 부터 가 다르 다는 인상 을 준다 . 또한 측두엽 - 두정엽 연접 부위 에 대한 설명 은 제외 하 고 안 와 전두엽 만 도드라진 그림 을 보여줌 으로써 , 죄책감 이 따로 떼 어 낼 수 있 는 속성 이 며 이 속성 은 OFC 라는 부위 에 속한다고 생각 하 게 한다 . fMRI 연구 에서 측량 하 는 것 은 구조 적 차이 가 아니 라 뇌 영역 의 활동 량 차이 인데 활동 량 차이 를 가늠 할 수 있 는 색채 눈금자 ( color scale bar ) 도 제시 되 지 않 았 다 . 
 기사 에 이런 그림 이 사용 된 것 은 논문 에 실린 그림 의 저작 권 을 확보 하 기 어려운 탓 도 있 을 것 이 다 . 대부분 의 사람 들 은 안 와 전두엽 이 뭔지 모르 니 저작 권 이 없 다고 그림 을 싣 지 않 기 도 난감 했 을 것 이 다 . 하지만 단순 화 된 설명 과 그림 들 은 비 전공 자 들 에게 왜곡 된 인상 을 심 어 준다 . [ 2 ] 그래서 최근 미국 , 유럽 등 에서 는 세금 으로 지원 된 연구 논문 은 1 년 정도 의 기간 이 지난 뒤 무료 로 공개 하 는 ( open - access ) 사례 가 늘 고 있 다 . 
 다행 스럽 게 도 최근 에 는 과학 연구 의 결과 를 좀 더 정확 하 게 소개 하 는 매체 들 이 늘 고 있 다 . 미디어 에 소개 된 과학 논문 을 접할 때 의 유 의 점 이 아래 글 에 잘 정리 돼 있 다 . 
 “ 엉터리 과학 기사 , 이게 최선 입니까 ” ( 슬로우뉴스 과정 남 2016 . 01 . 21 ) http : / / slownews . kr / 50373 
 [ 2 ] McCabe DP & Caster AD ( 2008 ) Seeing is believing : The effect of brain images on judgments of scientific reasoning . Cognition 107 : 343 – 352 . 
 [ 3 ] Smith K ( 2012 ) Brain imaging : fMRI 2 . 0 . Nature 484 : 24 - 6 . 
 fMRI 논문 에서 는 특정 한 활동 을 하 는 동안 활성 이 증가 된 뇌 부위 를 색깔 로 표시 ( blob ) 한다 . 그래서 fMRI 연구 의 타당 성 에 대한 논란 이 많 던 초창기 에 는 fMRI 연구 를 조롱 하 여 blobology 라고 부르 는 사람 들 도 있 었 다 . fMRI 는 신경 의 활동 을 직접 측정 하 는 것 이 아니 라 혈액 속 의 산소량 ( BOLD : blood - oxygen - level dependent ) 을 관측 하 는 간접 적 인 방식 이 다 . 그래서 fMRI 에서 관측 하 는 BOLD 신호 가 신경 활동 을 제대로 반영 하 느냐 , 혈관 분포 에 따라 왜곡 이 생기 는 것 아니 냐 , fMRI 의 강한 자기장 은 인체 에 무해 하 냐 를 두 고 2000 년 대 후반 까지 도 계속 논문 이 나왔 다 . 최근 에 는 fMRI 에서 사용 한 통계 적 기법 에 심각 한 문제 가 있 다는 연구 가 보 고 되 기 도 했 다 . 하 지만 fMRI 를 활용 한 연구 결과 는 대체로 동물 실험 의 결과 와 크 게 모순 되 지 않 는다 . 한계점 들 이 있 지만 , fMRI 가 비 침습 적 인 방법 으로 살 아 있 는 사람 의 뇌 활동 에 대해 많 은 통찰 을 제공 한 유용 한 기술 인 것 만 은 분명 하 며 , 지금 도 fMRI 를 활용 한 논문 이 계속 나오 고 있 다 . 
 [ 4 ] Hirase H et al . ( 2014 ) Volume transmission signalling via astrocytes . Philos Trans R Soc B 369 : 20130604 . 
 [ 5 ] Seamans JK & Yang CR ( 2004 ) The principal features and mechanisms of dopamine modulation in the prefrontal cortex . Progress in Neurobiology 74 : 1 - 57 . 
 [ 6 ] Frank MJ ( 2005 ) Dynamic dopamine modulation in the basal ganglia : a neurocomputational account of cognitive deficits in medicated and nonmedicated parkinsonism . J Cog Neurosci 17 : 51 – 72 . 
 [ 7 ] Hermans EJ et al . ( 2011 ) Stress - related noradrenergic activity prompts large - scale neural network reconfiguration . Science 334 : 1151 - 3 . 
 도파민 뿐 만 아니 라 노르에피네프린 등 다른 신경 조절 물질 들 도 뇌 신경망 의 활동 양식 을 바꾸 며 , 뇌 의 전반 적 인 반응 패턴 에 영향 을 끼친다 . 
 [ 9 ] Winterer G & Weinberger DR ( 2004 ) Genes , dopamine and cortical signal - to - noise ratio in schizophrenia . Trends in Neurosci 27 : 683 - 690 . 
 [ 10 ] Lauzon NM & Laviolette SR ( 2010 ) Dopamine D 4 - receptor modulation of cortical neuronal network activity and emotional processing : Implications for neuropsychiatric disorders . Behav Brain Res 208 : 12 - 22 . 
 [ 11 ] Luck SJ & Gold JM ( 2008 ) The Construct of Attention in Schizophrenia . Biol Psychiatry 64 : 34 – 39 . 
 [ 12 ] Schultz W ( 2016 ) Dopamine reward prediction error signalling : a two - component response . Nat Rev Neurosci 17 : 183 - 201 . 
 [ 13 ] Arbuthnott GW & Wickens J ( 2007 ) Space , time and dopamine . Trends in Neurosci 0 : 62 - 69 . 
 [ 14 ] Lapish CC et al . ( 2007 ) The ability of the mesocortical dopamine system to operate in distinct temporal modes . Psychopharmacology 191 : 609 – 625 . 
 [ 15 ] HH Yin ( 2014 ) Action , time and the basal ganglia . Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 369 : 20120473 . 
 [ 16 ] Dagher A & Robbins TW ( 2009 ) Personality , addiction , dopamine : insights from parkinson ' s disease . Neuron 61 : 502 – 510 . 
 [ 17 ] Frank MJ ( 2006 ) By carrot or by stick : cognitive reinforcement learning in Parkinsonism . Science 306 : 1940 - 1943 . 
 [ 18 ] Frank MJ et al ( 2007 ) Genetic triple dissociation reveals multiple roles for dopamine in reinforcement learning . PNAS 104 : 16311 – 16316 . 
 [ 19 ] Xing B et al . ( 2016 ) Norepinephrine versus dopamine and their interaction in modulating synaptic function in the prefrontal cortex . Brain Research 1641 : 217 - 233 
 [ 20 ] Trudeau LE et al . ( 2014 ) The multilingual nature of dopamine neurons . Prog Brain Res 211 : 141 - 64 . 
 [ 21 ] Volkow ND & Morales M ( 2015 ) The brain on drugs : from reward to addiction . Cell 162 : 712 - 725 . 이런 적응 이 중독 성 약물 에 대한 내성 과 의존 성 이 생겨나 는 이유 다 . 
 [ 22 ] 마크 호 ( 2011 ) 원자 와 우주 사이 . 북스 힐 
 [ 23 ] 리처드 요크 & 브렛 클라크 ( 2016 ) 과학 과 휴머니즘 : 스티븐 제이 굴드 의 학문 과 생애 . 현 암사 . 
 [ 24 ] RK Logan ( 2012 ) Review and Précis of Terrence Deacon ’ s Incomplete Nature : How Mind Emerged from Matter . Information 3 : 290 - 306 . 
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