[표지로 읽는 과학] 뇌에 '외국어' 능력 주입하는 시대 올까

사이언스 제공 국제학술지 ‘사이언스’는 4일 말풍선을 속에 담고 있는 뇌의 모습을 표지에 실었다. 인간의 언어는 뇌에서의 복잡한 신경활동을 통해 나타난 결과다. 과거에는 언어를 관장하는 뇌의 구역이 따로 있을 것이라는 가설이 있었지만 최근 연구에서는 언어는 뇌의 여러 부위가 동시에 상호작용하며 일어나는 복잡한 신경 작용이라는 주장이 설득력을 얻고 있다.

연구자들은 동물 모델을 연구함으로써 언어 구현 원리를 이해하는 데 한발짝 다가서고 있다. 목소리를 낼 수 있는 조류나 포유류가 주요 대상이다. 토드 로버츠 미국 텍사스대 신경과학부 교수 연구팀은 뇌 신경세포의 스위치를 조절하는 ‘광유전학’ 기법을 통해 참새목의 새인 금화조에 노래를 배운 기억을 인위적으로 집어넣었다. 이 금화조는 한번도 노래를 하는 다른 개체를 만난 적이 없는데 노래를 부르게 한 것이다. 사실상 새의 ‘언어’를 머릿속에 주입하는 데 성공했다는 평가다.

동물은 다른 동물의 행동을 모방함으로써 복잡한 행동을 배운다. 뇌에서는 복잡한 신경 작용을 거쳐 이를 학습하게 된다. 다른 개체의 행동을 인식하는 감각 패턴을 떠올리고 이를 모방하기 위한 행동 패턴을 만들어 내는 방식이다. 연구팀은 이를 그대로 따라해 새에 노래를 들은 것을 기억하도록 뇌를 조작한 후 행동에 옮기는 신경회로도 조작함으로써 새가 노래를 떠올리게 하는 데 성공했다.

새가 노래하게 하는 데는 성공했지만 인간의 언어를 이해하는 길은 아직 멀다. 언어는 단순한 생물학적 메커니즘 뿐 아니라 단어의 의미를 조합하고 다양한 문화적 요소를 담기 때문이다. 학계에서는 언어가 인간의 동물의 의사소통 수단에서 진화를 거듭한 끝에 위치한 수단인지 아니면 전혀 다른 새로운 도구인지를 놓고 다양한 의견을 내고 있다. 사이언스는 이번 호에 인간의 언어를 탐구하는 신경생물학 연구에 관한 4개의 리뷰 논문을 실으며 관련 연구의 동향을 전했다.

[조승한 기자  shinjsh @ donga.com ]