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시각을 통해 맛을 지각하는 원리를 밝힌 최초의 이론서

시각은 우리의 감각 중에서 가장 믿을 만하고 정교한 편이지만, 그런 시각마저도 생각보다 정확하지 않고, 결함이 많으며, 엄청난 조작이 들어 있다. 우리가 보는 정밀하고 사실적이며 입체적인 세상은 단순히 눈에 들어온 정보 그대로가 아니라, 그 정보를 뇌가 해석해 적당히 보정하고 적절한 자료를 추가하여 실제와 똑같은 것처럼 보이게 한 일종의 컴퓨터그래픽(CG) 즉, ‘뉴로그래픽’이다.
이 책에서 저자는 시각에서 발견한 놀라운 지각의 원리를 미각과 후각에도 적용해 보고자 하였다. 혀와 코에서 느끼는 감각은 그저 맛의 시작일 뿐이고, 감각과 일치하는 풍경을 뇌에서 그릴 때 우리는 비로소 감각의 의미를 알 수 있다. 책을 읽고 나면 진짜 맛을 이해하기 위해서는 뇌를 알아야 한다는 저자의 지론을 이해하게 될 것이다. 8년 만에 개정 작업으로 전작보다 지각의 기작을 더욱 구체적으로 서술하고 있다.

감각은 맛의 시작일 뿐이다
맛에서 후각이 중요한 이유는 향이 사라지면 맛의 다양성이 대부분 사라지기 때문이다. 주기적으로 찾아오는 심한 비염으로 고생하는 사람은 그때마다 음식에서 맛이 사라지는 경험을 한다. 고작 씹는 느낌과 단맛, 짠맛 정도만 존재하는 그저 그런 덩어리가 되는 것이다. 맛에서 후각이 차지하는 위치는 이번 코로나 19로 후각을 상실해 본 사람들의 경험을 보면 더 확연히 드러난다. 그런데도 사람들은 향에 무심하고, 인간의 후각 능력을 경시한다.
이 책의 저자가 뇌과학에 관심을 가진 이유는 어떻게 개별적인 향기와 전체적인 맛을 구분할 수 있는지에 대한 문제를 풀기 위해서다. 음식은 여러 가지 재료로 만들어지며, 각각 다른 향을 가지고 있다. 그래서 음식의 향을 맡으면 뒤죽박죽 섞인 향기들이 우리 후각을 자극하여 뇌의 여러 부위를 활성화시킨다. 피자 한 조각을 먹을 때도 밀가루 반죽이 구워지면서 만들어진 향, 토마토소스의 향, 토핑된 치즈나 고기의 향, 여러 향신료 등이 동시에 작동한다. 그런데 이 모든 향은 모여서 피자 전체의 맛을 이루기도 하고, 각각의 맛을 따로 느끼게도 한다. 피자 전체의 맛과 각 재료의 맛을 따로 느낄 수 있는 것이다. 그런데 우리는 어떻게 전체의 맛과 각 재료의 맛을 자유자재로 느낄 수 있는지 알지 못한다.
이 말의 의미를 제대로 알려면 치즈와 토마토의 향 성분이 따로 있지 않다는 것을 먼저 알아야 한다. 각각의 독자적인 향기 물질이 있다면 그것으로 추론이 가능할 수 있지만, 식재료에 독자적인 향기 물질은 없다. 세상에 수만 가지 다른 맛의 식재료가 있지만 그것은 단지 다양한 향기 성분의 배합비만 다른 것인데 우리는 어떻게 어떤 조합은 딸기 향으로, 어떤 조합은 사과 향으로 구분할 수 있을까? 아직 아무도 그 원리를 모르고 앞으로 상당한 시간이 지나더라도 그 비밀이 밝혀질 것 같지는 않다고 『프루스트는 신경과학자였다』의 저자 조나 레러는 말했다. 그러나 최낙언 저자는 계속 그 원리를 찾으려 노력했고, 나름대로 원리를 찾았다고 생각해서 쓴 것이 바로 이 책이다.

착각은 너무나 당연히 발생하는 현상이다
착시의 종류는 정말 다양하다. 똑같은 길이의 직선이 배경에 따라 달라 보이기도 하고, 휘어져 보이기도 한다. 같은 색도 배경에 따라 더 어둡게 보이기도 하고, 더 밝게 보이기도 하고, 다른 색으로 보이기도 한다. 그런데 눈앞의 것이 착시임을 알았다면 고칠 수 있어야 하는데, 착시는 그것이 실수라는 사실을 알아도 결코 고칠 수 없다. 왜 그런 것일까?
착시를 이미 알고도 도저히 벗어날 수가 없는 이유는 우리의 시각 시스템이 그렇게 작동하도록 설계되었기 때문이다. 착시는 시각의 본질을 보여주고, 무의식이 무엇인지, 뇌는 왜 그렇게 고집불통인지도 보여준다. 그런 측면에서 감각과 지각을 이해하는 결정적인 수단이라 할 수 있다. 이런 착시는 뇌에 정착된 공통의 회로에 따라 자동으로 일어나므로 모두에게 동일하게 일어난다. 나만의 착각이 아니라 인류 공통의 착각인 것이다. 그리고 이것은 느린 뇌와 부족한 정보로부터 세상을 보다 효과적으로 보기 위해 만들어진 우리의 지각 시스템이 노력한 최선의 결과이기도 하다. 시각도 다른 생물학적 기능처럼 최고의 가성비를 추구하는 적당한 수준의 정교함을 가지고 있을 뿐, 완벽히 정교하지는 않다. 그래서 우리의 시각은 생각보다 사소한 실수가 잦다.
가장 정교한 시스템인 시각에도 그렇게 착시가 많은데, 그보다 어설픈 미각과 후각에는 얼마나 많은 착각과 환각이 존재할까? 미각은 후각보다는 훨씬 독립적이지만, 미각 중에 가장 기본이 되는 단맛마저 착각하는 경우가 많다. 감각은 원래 작은 분자의 일부를 감각하는 것인데, 거대한 단백질마저 단맛으로 착각할 정도다. 모넬린(Monellin), 토마틴(Thaumatin), 브라제인(Brazzein) 같은 단백질은 설탕보다 수천 배 이상 달기도 하다. 이런 거대한 단백질이 감미로 작용할 수 있는 것은 정상적인 감각 수용체의 결합 위치에 작용하는 것이 아니라 우연히 수용체 자체에 달라붙어서 활성화하기 때문이다.
후각은 정도가 훨씬 심하다. 모든 신경세포는 잠시도 쉬지 않고 서로 경쟁하는데, 후각은 무려 400종의 세포가 경쟁한다. 수많은 신호 중 자신의 신호를 뇌로 보내기 위해 주변의 신호를 억제하는 것이다.

모든 것은 뇌가 만든 환각이다
지각은 감각과 일치하는 환각이다. 뇌는 눈에 들어온 정보와 똑같이 환각을 만들면서 그것을 지각하고 이해하는 것이다. 착각은 지각과 같은 것인데 단지 뇌가 약간 과장되게 보정한 상태다. 그리고 그런 착시는 무의식이 만든 것이라 알고도 고칠 수 없다.
환각은 상상과 완전히 다르고 꿈과도 다르다. 오히려 지각과 같은 상태이나 단지 존재하지 않는 것을 보는 것뿐이다. 눈도 뜨고 있고, 의식도 있는데, 실제로는 존재하지 않는 것을 본다. 감각의 통제를 받지 않고, 뇌가 임의대로 그림을 그리는 상태인 것이다. 어떤 환각은 별로 나쁘지 않고 아주 가볍게 즐기는 경우도 있으며, 오직 지나친 환각만 위험할 뿐이다.
최근 다양한 분야에서 메타버스에 대한 관심이 급증하고 있다. 메타버스(Metaverse)는 우주를 뜻하는 ‘유니버스(Universe)’와 초월을 의미하는 ‘메타(Meta)’의 합성어로, 가상현실, 증강현실, 혼합현실, 거울 세계, 라이프로깅을 포함한 3차원 확장 가상세계이며, 나름 또 하나의 현실이다. 메타버스가 앞으로 얼마만큼 광범위하게 쓰일지는 상상하기조차 힘들지만 범위가 넓은 것만은 확실하다. 현실의 세계는 유한하지만 가상의 세계는 무한하기 때문이다. 그런 메타버스에 맛과 향도 등장이 가능할까? 이 시간에도 수만 가지 요리가 만들어지고 새로 개발되고 있다. 우리는 항상 맛에 진심이지만 맛은 뇌가 만든 환각이다. 설탕이 단 것이 아니라, 우리 혀의 미각 수용체 중 단맛을 감지하는 수용체와 결합할 뿐이다. 그럼 메타버스의 세상에 맛과 향도 등장할 수 있을까?

뇌는 어떻게 맛을 만드는가
맛을 지각하는 원리를 알려면 먼저 뇌를 알아야 한다. 맛의 절반 이상이 뇌가 만든 것이라 뇌를 모르고서는 맛을 온전히 설명할 수 없기 때문이다. 맛도 결국 뇌가 만든 환각이라 전적으로 뇌에 달렸다고 할 수 있지만, 음식과 감각이 없이는 그런 환각을 불러올 수 없기 때문에 그나마 뇌의 역할을 절반이라고 줄여서 설명한다. 맛은 결국 존재하는 것이 아니라 발명하고 발견하는 현상인 것이다.
뇌는 감각을 통해 얻은 정보를 바탕으로 이 세상에 대한 다양한 모형을 구축한다. 여러 다중 피드백 회로를 이용하여 끊임없이 만들어지고, 다듬어지는 이런 모형을 바탕으로 뇌는 우리가 보고 듣고 맛보는 모든 것에 대해 예측을 만들고, 예측과 실제 감각을 비교하면서 세상을 이해하고 반응한다. 이것은 뇌가 맛을 해석하는 과정에도 그대로 적용된다. 감각은 그저 맛의 시작일 뿐이고, 감각과 일치하는 풍경을 뇌에 그릴 때 우리는 비로소 감각의 의미를 알 수 있을 것이다.

증보판 서문 _ 우리는 어떻게 세상을 보고 ‘맛’보는가
초판 서문 _ 맛은 뇌가 만든 환각이다

PART 1 감각은 맛의 시작일 뿐
1. 후각의 비밀을 푼 공로로 노벨상이 수여되다
2. 미각은 단순하지만 깊이가 있다
3. 후각은 다양하지만 흔들리기 쉽다

PART 2 우리는 어떻게 세상을 볼 수 있는가 -시각으로 풀어보는 지각의 원리
1. 시각을 알면 후각도 알 수 있지 않을까?
2. 우리 눈으로는 세상을 있는 그대로 볼 수 없다
3. 꿈과 환각은 왜 있는 것일까?
4. 지각, 따라 하면 알 수 있다
5. 지각은 감각과 일치하는 환각이다

PART 3 착각은 너무나 당연한 일
1. 착각에 대한 착각: 왜 착시는 알고도 벗어날 수 없을까?
2. 감각에 대한 착각: 절대 미각? 맥락에 따라 보정된 미각
3. 지각에 대한 착각: 예측을 통한 채워 넣기 기능
4. 뇌에 대한 착각: 자유의지? 뇌에 주인은 없다. 무의식이 핵심

PART 4 환각은 내 안의 초능력
1. 가벼운 환각은 가볍게 넘어간다
2. 압도적인 환각은 위험하다
3. 불일치의 억제가 핵심 중 핵심이다
4. 모든 것은 뇌가 만든 환상이다

PART 5 언어, 뇌는 어떻게 맛을 만드는가
1. 어떻게 감각이 지각이 될까?
2. 어떻게 지각이 감동이 될까?
3. 어떻게 해야 맛을 잘 표현할 수 있을까?

증보판 작업을 마치고…
감사의 글(초판) _ 우연과 필연
참고문헌

하나의 물질이 여러 가지 후각 수용체를 자극하는 것은 수용체가 분자 전체를 감각하는 것이 아니라 분자의 일부만 감각하기 때문이다. 하나의 향기 물질도 여러 부위가 있어서 여러 가지의 발향단을 가질 수 있고, 또 후각 수용체가 400종이나 되다 보니 모든 수용체가 완벽하게 다르지 않고 비슷한 형태가 많다. 이런 복잡한 상호작용이 400개의 후각 수용체로 어떻게 1조 가지가 넘는 향기를 구별할 수 있는지에 대한 힌트를 주지만, 풀기 힘든 또 다른 수수께끼도 남긴다. “색은 왜 3원색만 있어도 모든 색을 만들 수 있는데, 향은 수백 가지 향기 물질을 가지고도 원하는 향을 마음대로 만들 수 없을까?”와 같은 질문 말이다. - 42p

환각은 생각보다 더 다양한 경우에 발생한다. 노화, 질병, 약물 심지어 단순히 자극이 박탈되기만 해도 환각이 일어난다. 며칠 동안 잔잔한 바다를 응시하는 선원들은 종종 헛것을 본다. 낙타를 타고 황량한 사막을 건너는 여행자나 눈과 얼음에 뒤덮인 극지를 탐험하는 사람도 마찬가지다. 텅 빈 하늘을 몇 시간 동안 비행하는 조종사나 끝없는 도로를 몇 시간 동안 달리는 장거리 트럭 기사에게도 그런 환상이 발생할 수 있고, 끊임없이 레이더 화면을 감시하는 시각적으로 단조로운 업무에 종사하는 사람도 환각을 일으킬 수 있다. 이처럼 환각은 쉽게 생기고 부작용도 상당하지만, 우리의 뇌가 우리를 곤란에 빠트릴 목적으로 환각을 발생하는 장치를 만들었을 리는 없다. 그보다는 뇌에서 핵심적인 역할을 하는 기능의 우연한 부작용이라고 봐야 한다. 나는 이런 환각 장치야말로 지각과 감정의 비밀을 푸는 결정적인 힌트라고 생각한다. 환각은 따라 하기 장치이고, 그것을 통해 세상을 이해(지각)하는 것이다. - 99p

뇌의 예측을 통한 채워 넣기 기능은 동영상 보기에도 적용된다. 1981년, 독일의 요제프 칠 교수는 특별한 환자를 소개받는다. 기젤라 라이볼트라는 여성 환자는 뇌졸중을 겪은 후 시각의 다른 기능은 멀쩡한 반면, 움직임을 감지하지 못하게 되었다. 움직이는 차의 모습이 뚝뚝 끊어지는 스냅사진처럼 보이게 된 것이다. 이것은 마치 점멸하는 나이트 불빛에서 사람들이 춤추는 장면을 보는 것처럼 세상이 뚝뚝 끊어져 보이는 증상이다. 결국 그녀는 광장공포증을 겪게 되었다. 길을 건널 때조차 차가 얼마나 빠르게 접근하는지 전혀 파악되지 않았고, 주전자로 물을 따르면 물이 얼어붙은 고드름처럼 멈춰 보였다. 그래서 언제 물 따르기를 멈춰야 할지 예측이 힘들어 물이 넘치기 일쑤였다.
그런데 사실은 이렇게 위태로워 보이는 그녀의 시각이 좀 더 정직한 것이며 반대로 우리의 시각이 조작에 가깝다. 모든 신경 전달은 펄스로 끊어져 전달된다. 즉 스냅사진처럼 한 장 한 장 뚝뚝 끊어서 뇌로 전달되지 연속적으로 전달되지는 않는다. 뇌가 그 중간을 ‘채워 넣기(fill-in)’ 때문에 동영상처럼 볼 수 있는 것이다. - 146~147p

쾌감뿐 아니라 기억도 억제되어 있다. 우리의 큰 뇌는 보다 많은 기억을 보관하기 위한 것이라고 할 수 있지만, 평소에는 그 기억을 마음껏 꺼내지 못한다. 환각을 만드는 능력은 순식간에 우주를 창조할 정도로 막강하지만 평소에는 철저히 억제된 것과 마찬가지다. 기억도 한순간에 자신의 모든 인생을 반추할 수 있지만, 그것은 큰 위기에서 억제가 일시적으로 확 풀렸을 때나 가능한 일이다. 우리의 기억은 언제든지 날 것 그대로는 가급적 떠오르지 않게 설계되어 있다. 사실 기억이 마구 분출되면 그건 아마 정신착란일 것이다. 뇌의 장애(억제력 상실)에 의해 탁월한 기억력을 가진 서번트 증후군 환자가 사회생활에 적합한 것도 아니고, 자신의 감각 세계에 갇힌 자폐증 환자가 생존력이 높은 것도 아니다. 기억도 꼭 필요한 만큼만 회상되어야 생존에 도움이 된다. 참으로 이기적인 뇌가 아닐 수 없다. - 206~207p