목표를 세우고 성취하는 인지조절의 뇌과학

정재승(뇌과학자, 『과학 콘서트』 『열두 발자국』 저자)

우리는 어떻게 본능적이고 습관적인 행동에서 벗어나, 의식적으로 행동할 수 있을까? 우리가 눈앞의 즐거움이나 행복을 포기하고, 장기적인 목표에 도움이 되는 행동을 선택할 수 있는 이유는 무엇일까? 즉, 생각은 어떻게 행동이 되는 것일까? 생각을 행동으로 만들어주는 과정인 ‘인지조절’은 뇌과학과 인지심리학에서 새롭게 떠오르고 있는 연구 주제이다. 인지조절 과정이 없으면 우리는 메뉴판에서 메뉴를 고르거나 시간 약속을 지키는 것과 같은 일상생활의 가장 간단한 행동도 제대로 하지 못하게 된다. 하지만 인지조절 과정이 정확히 무엇이며, 어떻게 작동하는지에 관한 수수께끼는 이제 막 밝혀지기 시작했을 뿐이다. 이 책에서 선구적인 뇌과학자 데이비드 바드르는 최신 연구결과와 생생한 임상 사례, 일상생활로부터의 예시를 통해 인지조절의 정체와 진화 과정, 그리고 내부 작동기제를 파헤친다. 그 과정에서 독자들은 인지조절 기능이 멀티태스킹, 의지력, 습관적 실수, 기억력, 나쁜 의사 결정, 생애주기에 따른 뇌기능의 변화 등 우리 삶의 모든 면에 깊숙이 개입하고 있으며, 행복한 삶과 웰빙에 엄청난 영향을 끼친다는 것을 깨닫게 된다.

1장 아는 것과 행동하는 것
2장 인지조절의 탄생
3장 안정성과 유연성의 딜레마
4장 머릿속의 위계 구조
5장 멀티태스킹의 비밀
6장 정지와 억제
7장 인지조절의 비용과 이익
8장 기억과 정보의 인출
9장 인지조절과 생애주기
10장 후기: 우리에게 주어진 과제
감사의 말
주석
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“커피 한 잔에는 엄청난 신비가 들어 있다. 커피의 분자 구조가 그렇다거나, 아침에 마신 커피 한 잔의 화학적 상호작용이 그렇다거나, 내가 구입한 싸구려 원두의 원산지가 그렇다는 게 아니다. 물론 원두 알갱이 하나하나가 수수께끼긴 하다. 커피가 신비한 것은 그 한 잔이 어떻게 해서 완성되었는지를 과학자들이 알지 못하기 때문이다. 누군가가 커피를 내린 건 분명하다. 물론 그렇지만, 우리는 그 커피가 나오기까지 거치는 수많은 단계가 사람의 뇌에서 어떻게 성공적으로 조율되는지 만족스럽게 설명하지 못한다. 커피 내리기 같은 어떤 목표를 정할 때, 뇌는 그 목표에 도달하는 데 필요한 구체적인 행동들을 어떻게 계획하고 수행할까? 다시 말해, 우리는 어떻게 그 과제를 해내는 것일까?” (11쪽)“사람의 뇌에는 웅성거리고 흥얼거리는 그 모든 목표를 관리하는 놀라운 능력이 있다. 행동 과정을 효율적으로 계획하고 실행하기 위해서다. 실제로 우리의 뇌는 그 일을 너무나 잘해서, 우리는 매일의 일과를 그저 일상으로만 본다. 그러니 누구도 커피로 시작하는 매일 아침을 주제로 거창한 블록버스터를 제작하지 않는다. 우리는 대부분 일을 해내는 능력을 아주 당연히 여기고, 그래서 어려움을 겪거나 실패하는 드문 경우에만 그 능력에 주의를 기울인다. 하지만 사실 이 능력은 아주 이례적이고 경이로우며, 그와 동시에 안타까우리만치 허약하다.” (14쪽)“우리는 자신이나 남들이 어떤 일을 해내지 못하는 걸 보고 그것을 해석할 때 보통 이 간극을 간과한다. “탄산음료가 몸에 얼마나 해로운지 삼촌이 알기만 한다면, 하루에 세 병씩 마시지 않을 텐데. 삼촌에게 이메일로 당뇨병을 다룬 기사를 하나 더 보내주자.” 삼촌은 학교에서 설탕과 비만의 위험에 관한 수업을 받지 못한 것으로 보인다. 하지만 수업을 받았더라도 꾸준히 실천하도록 자신의 삶을 조직하지 못했을지 모른다. 요컨대, 안다는 것은 그 싸움의 절반일 수 있지만, 나머지 절반도 우습게 여겨서는 안 된다.” (32쪽)“인지조절 덕분에 우리는 생산적으로 과제를 수행한다. 한 번도 해본 적이 없고, 진화적으로 내장된 프로그램이 없는 과제들도 상상하고 실행할 수 있는 것이다. 인지조절의 생산성은 새로운 임무를 수행하기 위해 이전에 수행한 임무에서 먼저 수집한 부분을 결합하고 재결합하여 구성적 행동 구조가 작동할 때 이루어진다.특히 생산성과 구성성이라는 두 성질은 인간 특유의 또 다른 적응 기능인 언어의 특징이기도 하다. 이 유사성은 우연의 일치가 아닐 것이다. 언어와 인지조절은 관계가 밀접하며, 이 둘이 적응 과정에서 성공한 것은 어느 정도는 다른 쪽의 사정에 달려 있을 것이다. 실제로 둘이 완전히 분리된 체계인지 아닌지를 두고 오랫동안 논쟁이 이어지고 있다.” (67쪽)“미국에서 상을 가장 많이 받은 작가를 꼽으라면 단연 유진 오닐이다. 그는 『얼음장수 오다』와 『밤으로의 긴 여로』 같은 명작들로 미국 문학에 기여한 공로를 인정받았으며, 초기 산업사회를 어둡고 비관적으로 묘사한 희곡들을 발표해 퓰리처상을 네 번이나 받았다. 그리고 지금까지도 노벨 문학상을 받은 미국의 유일한 극작가이기도 하다.오닐은 또한 최고의 멀티태스커였다. 그는 항상 두 편의 희곡을 동시에 썼다고 알려져 있다. 대작을 집필해본 사람은 누구나 알겠지만, 이건 정말 놀라운 일이다. 나는 글을 많이 쓰지만, 이 책과 동시에 다른 책을 쓴다는 것은 상상도 하지 못한다. 예술은 오로지 그 주제에 최고의 수준으로 집중하고 몰두해야 한다. 예술가들은 대개 한 프로젝트를 준비하는 데 여러 달, 심지어 몇 년이 걸린다. 따라서 오닐이 등장인물, 플롯, 주제, 배경이 다른 작품 두 편을 동시에 쓰면서도 수준 높은 작품을 창조했다는 사실은 놀랍기만 하다.이번 장에서 논의하겠지만, 멀티태스킹은 일반적으로 효과와 능률을 끌어내리는 나쁜 방식이다. 그렇다면 오닐은 어떻게 멀티태스킹을 잘 해냈을까? 특별한 재능을 타고난 천재였을까? 어쩌면 만약 그가 한 번에 한 작품에만 집중했다면 훨씬 더 훌륭한 작품을 완성해서 노벨상을 두 번 받았을지 모른다! 두 가지 설명 모두 그럴듯하다. 하지만 그의 뛰어난 역량을 설명할 수 있는 또 다른 방법이 그의 특이한 작업 방식 속에 숨어 있다.” (199쪽)

인간은 어떻게 본능을 이기고 의식적으로 행동할 수 있을까?목표를 세우고 최적의 행동을 고를 때 뇌에서는 무슨 일이 일어날까?뇌과학계에서 가장 뜨거운 주제 인지조절 이론인지조절 이론을 다루는 최초의 교양서!“인간 뇌의 가장 고등한 부분, 대뇌의 최전선에선 무슨 일이 벌어지고 있는지 궁금하다면, 이 책을 읽어보시라.” _정재승 (뇌과학자, 『과학 콘서트』 『열두 발자국』 저자)“인간의 의사결정과 행동을 새로운 관점으로 보게 해준다.”_매슈 보트비닉 (구글 딥마인드 연구책임자)“뇌가 어떻게 일을 해내는지에 대해 데이비드 바드르보다 더 깊이 생각한 사람은 없을 것이다.” _존 던컨 (『지능은 어떻게 발생하는가』 저자)『생각은 어떻게 행동이 되는가』는 뇌과학에서 가장 뜨거운 분야로 떠오르고 있는 인지조절 이론을 그 기원에서부터 가장 최근의 논쟁까지 모두 조망하는 최초의 교양서다. 이 책에서 뇌과학 분야의 가장 촉망받는 젊은 과학자인 데이비드 바드르는 이제 막 밝혀지기 시작한 인지조절 과정의 비밀을 뇌과학계의 최신 연구 결과와 생생한 임상 사례를 통해 조명하고, 이를 일상 속 상황에 비유하면서 쉽게 설명한다.1986년, 미국의 한 정신병원에 EVR이라는 가명으로 불리는 한 환자가 찾아왔다. 그는 44세의 회계사로, 10년 전에 전두엽 종양 제거 수술을 받았다. EVR은 정신병원에서 실시한 지능검사에서 상위 1%에 들어간 고지능자였으며, 풍부한 식견으로 대화를 나눈 의사들과 과학자들에게 깊은 인상을 남겼다. 하지만 병원 바깥에서 그의 삶은 처참하게 무너져내리고 있었다. 그는 시간 약속을 지키지 못해 직장에서 잘린 뒤, 무모한 사업을 벌여 평생 모은 돈을 날려버렸고, 이혼과 재혼을 되풀이했다. 일상생활도 한심하기 그지없어서, 머리를 감느라 하루를 꼬박 보내기도 하고, 식당에 가서는 똑같은 메뉴판을 읽고 또 읽었다. 그처럼 똑똑하고 많이 배운 사람이 어떻게 머리를 감고 메뉴를 고르는 가장 간단한 일도 하지 못할 수 있을까? 그가 전두엽 수술로 잃어버린 것은 도대체 무엇일까?EVR이 잃어버린 능력의 정체는 바로 뇌의 ‘인지조절(cognitive control)’ 기능이다. 인지조절은 생각과 행동 사이의 심연에 다리를 놓는다. 우리의 뇌는 인지조절을 통해 계획을 세우고, 그 계획을 계속 추적하고, 여러 단계의 과정을 거쳐서 목표를 행동과 일치시킨다. 간단히 말해서, 인지조절이 없으면 우리는 가장 쉬운 일조차도 효율적으로 할 수 없다.운전과 카톡을 동시에 하는 것은 왜 어려울까?마지막 남은 한 조각의 케이크를 어떻게 먹지 않고 참을 수 있을까?수학 문제를 푸는 것은 왜 정신적으로 피곤하다고 느껴질까?아침에 일어나 커피를 내린다고 생각해보자. 커피 내리기 과제는 물 끓이기, 커피콩 갈기, 커피잔 준비하기, 물 붓기, 커피 따르기 같은 여러 개의 하위 과제들로 구성된다. 어떤 과제들은 반드시 순서를 지켜야 하고(커피를 따르기 전에 잔을 준비해야 한다), 그렇지 않은 과제들도 있다(콩을 먼저 갈고 물을 끓여도 상관없다). 커피를 내리는 와중에 전화가 오거나 베이글을 굽는 등 다른 과제가 끼어들기도 한다. 어쩌면 오후에 해야 할 일이 갑자기 떠오를지도 모른다. 커피를 무사히 내리기 위해서는 이 모든 방해를 이겨내고 필요한 하위 과제들을 적절한 순서로 실행해야 한다. 이것을 가능케 하는 것이 인지조절의 역할이다.인지조절은 이처럼 중요한 뇌의 기능이지만, 기억, 지능, 행동 같은 개념들과는 달리 직관적으로 통찰할 방법이 없다. 인지조절 과정은 앎과 행동 사이의 어둑한 공간에 숨어 있으며, 어느 쪽에도 속하지 않는다. 그 때문에 의사들과 과학자들은 오랫동안 인지조절을 담당하는 뇌 영역인 전전두엽이 별다른 기능을 하지 않는다고 착각했다. 인지조절 과정의 정체와 중요성이 드러난 것은 뇌과학의 역사에서도 비교적 최근의 일이다. “인지조절은 맨손으로 강 속의 물고기를 잡는 것과 같다.수면 아래 어른거리고 반짝이는 존재를 알아볼 수는 있지만,잡으려고 할 때는 이미 거기에 없다.”책의 전반부에서 저자는 인지조절의 기원과 진화, 그리고 내부 작동기제를 파헤친다. 우리는 어떻게 숨 쉬고, 먹고, 자는 것처럼 본능적이고 습관적인 행동에서 벗어나, 의식적으로 행동할 수 있는 능력을 진화시켰을까? 인지조절은 인간에게서만 발견되는 기능일까? 바드르는 동물을 대상으로 한 인지심리학 실험, 컴퓨터 시뮬레이션, 최신 고고학적 발견 등을 토대로 인지조절의 진화 과정을 추적한다. 이어서 저자는 작업기억, 위계적 조절, 입·출력 게이팅 등 인지조절 시스템을 구성하는 요소들에 관해 현재까지 밝혀진 사실들을 권위자의 솜씨로 교양 독자의 눈높이에 맞춰서 설명한다.인지조절에 관한 이론적 배경으로 독자들을 무장시킨 후, 바드르는 멀티태스킹, 의지력, 습관적 실수, 기억력, 나쁜 의사 결정, 생애주기에 따른 인지기능의 변화 등 인지조절 과정이 어떻게 우리 의식 작용의 거의 모든 면에 관여하고 있는지 보여준다. 우리 뇌가 멀티태스킹에 선천적으로 취약한 이유는 무엇이고, 이를 향상시킬 수 있는 방법은 무엇일까? 우리가 눈앞의 즐거움이나 행복(케이크, SNS, 게임 등)을 포기하고, 장기적인 목표에 도움이 되는 행동(달리기, 시험공부 등)을 선택할 수 있는 이유는 무엇일까? 정신력은 고갈되면 다시 채워 넣어야 하는 일종의 자원일까? 인간 뇌의 인지조절 기능을 흉내 내는 인공지능을 곧 만들 수 있을까? 때로는 상식에 반하는 놀라운 답을 내놓기도 하고, 때로는 상식처럼 느껴지는 답의 이면에 숨어 있는 진정한 이유를 밝히면서, 저자는 인간이 하는 모든 일에 영향을 미치고 있는 인지조절의 세계로 독자들을 이끈다.“우리 사회가 기후 변화 앞에서 혼란과 좌절을 되풀이하고,특히 무대책으로 일관한다면, 그 중심에는 앎과 행동의 이러한 단절이 놓여 있다.”생각을 행동으로 옮기기 위해서는 인지조절이라는 복잡하고 심오한 시스템이 필요하다. 그렇다면 우리는 왜 인지조절에 관심을 기울여야 할까? 데이비드 바드르는 후기에서 이렇게 말한다. “이 책에 담긴 내용을 통해 우리의 삶과 사회적 존재로서 주고받는 상호작용을 새롭게 생각할 수 있다.” 인지조절이 개인의 삶에 미치는 영향은 짐작할 수 있지만, 이것을 어떻게 사회적 의미로 확장할 수 있을까?저자는 현시대에 가장 시급한 의제, 즉 기후 변화 문제를 언급한다. 지구의 온도가 올라간다는 주장이 처음 제기된 1980년대 이후 수십 년의 시간이 흐른 지금, 과학자들 대부분과 대중의 과반수가 기후 변화의 심각성을 믿고 그 원인이 인간이라고 생각하고 있다. 그런데도 우리는 기후 변화 문제에 대해 놀랄 정도로 나태하게 대처하고 있다. 인지조절을 연구하는 뇌과학자의 입장에서, 인간 사회는 마치 인지조절이 망가진 전두엽 환자처럼 기후 변화에 대한 앎을 적절한 행동으로 옮기는 데 실패하고 있다.그렇다면 우리에게 희망은 없는 걸까? 저자는 말한다. “좋은 소식이 있다. 인지조절은 우리에게 항상 선택권이 있음을 의미한다.” 인지조절 기능은 인간이 타고난 본능과 습관에서 벗어나, 의식적으로 행동을 선택할 수 있도록 했다. 비록 지금은 실패하고 있지만, 사회적 인지조절 기능을 적절하게 발휘한다면 “우리는 어떤 것이든 해낼 수 있다.” 인지조절을 연구하면서 연약한 인간 뇌의 실패와 좌절을 무수히 경험했을 뇌과학자가 전하는 희망의 메시지는, 기후 위기의 시대를 살아가는 우리에게 깊은 울림을 준다.