펌) 🧠 (뇌의 화학) 기억의 결정적 시기(또는 민감기)
노벨생리의학상을 받은 동물학자, 콘라트 로렌츠의 연구
▶ 아기와 어린이들은 배우기 위해 진화했다. 대부분의 다른 동물들에 비해, 인간의 유아는 믿을 수 없을 정도로 무기력하게 태어난다. ‘큰 두뇌’와 ‘꼿꼿한 자세’ 때문에 아기는 완전히 준비되기 전에 태어나야 하며, 이로 인해 그들은 보호자에게 전적으로 의존할 수밖에 없다.
그들은 걷거나 스스로 먹을 수 없으며, 심지어 자신의 체온을 조절할 수도 없다. 이 모든 것은 그들을 취약하게 만들지만, 그들이 훨씬 더 극적인 방식으로 그들의 환경에 의해 형성될 수도 있다는 것을 의미한다.
유아는 성인만큼이나 많은 뉴런을 가지고 태어나지만, 그렇다고 해서 그들의 뇌가 완전히 형성되어 있는 것은 아니다(그건 어림도 없는 소리다).
지금껏 살펴본 바와 같이, 학습과 기억에 중요한 것은 뉴런 사이의 연결이며, 이러한 연결은 출생 후 몇 년 동안 빠르게 변화한다. 이 기간 동안, 우리의 뇌는 장기 강화(LTP)를 통해 새로운 연결을 형성할 수 있는 ‘최적의 상태’에 있다. 그러나 이러한 과정을 위한 ‘최적의 시간’은 ‘뇌 영역’과 ‘능력의 종류’에 따라 다르다. 이러한 “기회의 창window of opportunity”은 민감기sensitive period로 알려져 있으며, 이에 대한 기존 지식의 상당 부분은 콘라트 로렌츠Konrad Lorenz라는 오스트리아의 연구자로부터 시작되었다.
로렌츠는 항상 동물을 사랑했다. 어렸을 때 그는 많은 반려동물을 길렀고, 심지어 근처 동물원에서 그들의 아픔을 돌보는 일을 도왔다. 그러나 외과의사인 아버지가 의사가 되라고 강권했으므로, 1922년 의학 공부를 시작했다. 그럼에도 불구하고 로렌츠는 동물에 대한 연구를 포기할 수 없었다. 그는 일지를 작성하고 자신의 관찰 내용을 기록했으며, 1927년 갈까마귀에 관한 그의 일지가 권위 있는 저널에 실렸다. 의학 학위를 취득한 후, 로렌츠는 기어이 동물학 박사 학위를 받았다.
1930년대에 자신의 스승 오스카 하인로트Oskar Heinroth의 발자취를 따라 회색기러기에 대한 연구를 시작했으며, 나중에 “각인imprinting”이라고 부르게 되는 현상을 연구했다. 알에서 부화할 때, 많은 종種의 새끼들은 길을 잃지 않기 위해 ‘어미가 인도하는 곳이라면 어디든 따라가는 법’을 빨리 배워야 한다. 하인로트는 ‘조건이 맞는다면, 회색기러기의 새끼가 자신의 어미보다는 오히려 인간을 따르기 시작한다’는 사실을 알아차렸다. 그래서 그의 제자 로렌츠는 어떻게 그런 일이 일어나는지를 알아내기 시작했다.
로렌츠는 다양한 실험을 통해, 새끼 기러기들은 태어날 때 처음 보는 ‘크고, 눈에 띄고, 움직이는 물체’에 애착attachment을 형성할 준비가 되어 있음을 발견했다. 야생에서는 그게 어미가 될 테지만, 실험실에서는 다른 종의 모델, 공ball, 또는 심지어 (가장 유명한) 로렌츠 자신이 새끼들에게 각인될 것이다. 한 실험에서, 로렌츠는 둥지에서 알의 절반을 가져와 인큐베이터에서 키웠고 나머지 절반은 어미 기러기에게 맡겼다.
그리고 부화했을 때, 로렌츠의 새끼들은 예상했던 대로 그를 각인했고 나머지 새끼들은 어미를 각인했다. 다음으로, 로렌츠는 새끼들을 섞은 후 상자로 덮었다. 잠시 후 그가 상자를 치우자마자, 그의 새끼들은 그에게로 달려가고(첨부사진 참조) 다른 새끼들은 곧장 어미에게로 향했다. 그는 이 각인이 병아리가 부화한 직후인 결정적 시기critical period에 일어나는 게 틀림없다고 주장했다.
만약 새끼 기러기가 이 시점이 경과하도록 적절한 자극suitable stimulus을 보지 못한다면, 각인은 결코 일어나지 않는다는 것이다. 그는 또한 각인이 영구적이며 남은 생애 동안 동물에게 영향을 미칠 것이라고 믿었다.
그의 경력은 전쟁으로 중단되었고, 1941년에 그는 독일군에 의무병으로 입대하여 나중에 나치 친위대Schutzstaffel(SS)의 심리학자가 되었다. 나중에 그들이 저지른 잔학 행위에 대한 개입이나 지식을 부인했지만, 로렌츠는 자신의 연구를 나치 이데올로기를 뒷받침하는 데 사용한 것으로 보인다. 새끼 기러기의 각인을 관찰한 것 외에도 그는 ‘각인이 이후의 성적 행동에 어떤 영향을 미치는지’에 관심이 있었고, 기러기에게 양육된 오리가 나중에 기러기에게 성적 매력을 느낀다는 사실을 발견했다.
그는 이것을 이용하여, 동물의 교잡hybridization─상이한 종에 속하는 두 개체의 짝짓기─이 타고난 욕구innate drive의 충돌로 말미암아 혼란을 야기할 것이며, 이로 인해 결국 동물이 “약화”될 수 있다고 주장했다. 물론 이것은 (“인종의 순수성racial purity”과 인류를 “약화”시킬 수 있는) 이종교배interbreeding를 막는 나치의 이상과 완벽하게 들어맞았다. 그는 또한 동물이 가축화domestication 되면 약해진다고 믿었고, 이것이 인간에게 시사하는 바를 “두려워”했다(그가 1973년 노벨상을 받았을 때 쓴 자서전에는, 이를 해명하는 반성문이 실려 있다).
로렌츠는 1944년 소련군에게 체포될 때까지 나치를 위해 계속 일했다. 포로수용소에서는 의사로 일하다가 1948년 마침내 집에 돌아와 연구에 복귀했다. 로렌츠는 의심의 여지 없이 동물 행동에 대한 우리의 이해에 중요한 인물이었고, 종종 “동물행동학ethology─동물의 행동을 연구하는 분야─의 아버지”로 일컬어진다.* 그러나 과학은 진공 상태에서 발전하지 않으며, 누군가의 과학적 신념과 정치적 신념을 분리하는 것은 도움이 되지 않고 심지어 가능하지도 않다. 과학자의 세계관은 그들의 ‘연구에서 던지는 질문’, ‘결과를 해석하는 방식’, ‘결과로부터 추론하는 방식’을 추동한다. 이것은 ‘로렌츠의 발견은 일고의 가치도 없다’는 것을 의미하는 것이 아니라, 단지 ‘그 당시의 정치적 이슈를 감안하여 그의 발견을 살펴봐야 한다’는 것을 의미한다.**
1950년대에 들어와, 에크하르트 헤스Eckhard Hess라는 독일 태생의 미국 연구원이 로렌츠의 연구를 재개했다. 헤스는 메릴랜드에 있는 자신의 연구실에서 새끼 오리를 조사하여, ‘부화 후 13 ~ 16시간에 각인이 발생한다’는 사실을 발견했다. 이는 각인에 대한 새로운 관심을 불러일으켰고, 향후 10년 동안 더 많은 발견이 이루어졌다. 알고 보니 로렌츠가 제시한 ‘기회의 창’이라는 개념이 옳았지만, 그가 생각했던 것처럼 고정된fixed 것은 아니었다. 예컨대 새끼가 부화한 후 사회적 고립 상태에 있게 되면, 각인 창imprinting window은 20시간으로 늘어난다. 따라서 각인은 ‘생물학적으로 결정된 정해진 경로’만 따르는 게 아니라 경험의 영향을 받을 수도 있다.
오늘날 연구자들은 ‘결정적 시기’보다는 민감기를 언급하는 경향이 있다. 민감기는 동물이 특정한 것을 학습하는 경향이 있는 시기이며, 그들의 두뇌와 미래의 행동이 경험에 의해 형성될 수 있는 시기이기도 하다. 그리고 기러기처럼, 인간도 특정한 능력과 관련된 민감기를 가지고 있는 것 같다.
* 케빈 랠런드, 길리언 브라운, 『센스 앤 넌센스』 (동아시아, 2014)
** https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003347220300129
Konrad Lorenz on human degeneration and social decline: a chronic preoccupation
Throughout his career, Konrad Lorenz, co-founder of ethology, extrapolated from animal behaviour to humans – especially concerning degeneration as a r…
www.sciencedirect.com