봄날의 꽃밭을 가만히 들여다본 적이 있으신가요?
알록달록 피어난 수백, 수천 송이의 꽃들 사이로 자그마한 꿀벌 한 마리가 분주하게 오가고 있습니다
. 꿀벌은 이 꽃 저 꽃을 사뿐히 오가며 단물을 모으고, 몸통에 노란 꿀가루를 단단히 뭉쳐 붙인 뒤 미련 없이 하늘로 솟구쳐 오릅니다.
그리고는 바람을 뚫고, 수 킬로미터 떨어진 자신의 벌집을 향해 곧장 날아갑니다.
여기서 뇌과학자들의 호기심을 자극했던 매우 흥미로운 생물학 실험이 하나 있습니다.
독일의 뇌과학자 란돌프 맨젤(Randolf Menzel, PNAS 2014) 교수 연구진은 벌집을 떠나 먹이통으로 향하던 꿀벌을 채집해, 평소 꿀벌이 활동하던 탐색 영역 안에서 전혀 예상하지 못한 다른 위치로 옮겨놓는 '위치 이동 실험'을 진행했습니다. 사람으로 치면 눈을 가린 채 낯선 동네 골목길 한가운데 떨어뜨려 놓은 셈이었죠.
풀려난 꿀벌은 처음 얼마간 자신이 원래 가려던 방향을 고집하며 앞으로 계속 날아갔습니다.
하지만 얼마 못 가 주변의 시각적 정보가 자신이 예상하던 것과 맞지 않는다는 듯, 공중에서 원을 그리며 탐색 비행을 시작했습니다. 그리고 이내 자신이 지금 어디에 있는지를 파악한 듯 방향을 크게 틀어 벌집을 향해 곧장 귀환하는 방향을 잡아냈습니다.
처음부터 완벽한 정답을 알고 출발했던 것이 아닙니다. 날아가는 도중 자신이 틀렸음을 알아차리고, 주변 장소의 기억을 바탕으로 스스로 방향을 수정해 낸 것입니다.
대체 몸길이 1.5cm, 뇌 무게가 단 1밀리그램(참깨 한 알 크기)에 불과한 이 작은 생명체의 머릿속에서는 무슨 일이 벌어지고 있는 걸까요?
우리는 흔히 뛰어난 길 찾기 능력이나 복잡한 정보 처리가 거대하고 복잡한 뇌를 가진 포유류나 인간만의 전유물이라고 생각합니다. 하지만 뇌과학은 꿀벌이 인간과 전혀 다른 방식으로 자신의 작은 뇌를 활용하고 있음을 보여줍니다.
꿀벌의 뇌에 존재하는 신경세포(뉴런)는 약 100만 개로, 인간의 860억 개에 비하면 터무니없이 적습니다. 하지만 꿀벌은 이 작은 자원을 놀라울 만큼 효율적으로 활용합니다.
꿀벌에게는 하나의 거대한 'GPS 뇌'가 있는 것이 아니라, 서로 다른 신경회로가 각자의 역할을 나누어 길을 찾습니다.
우선 꿀벌의 뇌 중앙에 있는 '중앙복합체(Central Complex)'는 비행 중 눈을 통해 들어오는 태양 빛의 각도와 주변 풍경이 흘러가는 속도를 종합합니다.
내가 어느 방향으로 얼마나 이동했는지를 끊임없이 추정하며, 일종의 나침반과 거리 감각을 만들어내는 것이죠.
그리고 뇌 상단에 위치한 '버섯체(Mushroom Bodies)'는 시각과 후각에서 들어오는 정보를 연결해 학습하고 기억하는 데 중요한 역할을 합니다. 꿀벌은 비행하며 만나는 풍경과 꽃의 향기 같은 다양한 감각 정보를 경험과 연결해 활용합니다.
이처럼 방향과 거리를 정밀하게 계산하는 회로와, 장소의 경험을 기억하는 회로가 서로 긴밀하게 신호를 주고받으며 작고 탄탄한 항법 시스템을 완성합니다.
그렇기 때문에 비행 중 예상하지 못한 위치 변화가 생기더라도, 꿀벌은 이 탄탄한 시스템을 바탕으로 당황하지 않고 길을 고쳐 잡을 수 있습니다.
내비게이션처럼 컴퓨터 같은 완벽한 입체 지도를 통째로 그리는 것은 아니지만, 자신에게 주어진 아주 제한된 감각 정보와 기억을 조합해 최고의 효율을 만들어내는 것입니다.
참깨만 한 작은 뇌가, 자신이 가진 한계 안에서 살아남기 위한 최선의 노력을 다하고 있었던 셈입니다.
18년 동안 현장에서 수많은 사람의 삶을 지켜보고, 예기치 않은 무너짐 속에서 내 몸과 마음을 다시 추스르며 깨달은 가슴 깊은 진실이 있습니다.
우리는 가끔 스스로의 한계에 부딪혔을 때, "내가 가진 게 없어서", "내 능력이 부족해서"라며 자신을 원망하고 조급해하곤 합니다. 거대한 타인의 성공과 화려함에 눈이 팔려, 스스로를 작고 보잘것없는 존재로 매도하면서 말이죠.
하지만 저 참깨만 한 뇌를 가진 꿀벌을 가만히 들여다봅니다.
꿀벌은 거대한 뇌를 갖지 못했다고 해서 불평하거나 길을 잃고 방황하지 않습니다. 단 1밀리그램이라는 주어진 아주 작은 자원을 오롯이 집중하여, 잘못된 길을 갔을 때조차 다시 자신만의 정직한 방향을 찾아내고 부지런히 꽃을 찾아 나섭니다.
인간의 삶 역시 처음부터 오류 하나 없는 완벽한 정답으로만 나아가는 것은 아닐지도 모릅니다.
중요한 것은 거창한 조건이나 넘치는 능력이 아니라, 내가 틀렸음을 인정하고 다시 고쳐 잡을 수 있는 용기, 그리고 내가 가진 작은 에너지와 진심을 어디에 집중하느냐가 아닐까요.
오늘 나는 남들의 화려한 거대함에 눈이 팔려, 내 안에 내장된 정직한 가능성과 나만의 방향을 잊고 살지는 않았는지 가만히 되돌아봅니다.
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🐾 <동물과 뇌과학 PART 2. 기억과 학습> 라인업
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