인간의 심리 및 행동에 관한 찰스 다윈의 연구와 19세기 신경과학

Abstract

인간의 심리와 행동 그리고 의식과 같은 인간의 본질(본성)에 관한 이야기들은 뇌과학 및 정신의학은 물론 신경윤리학, 범죄행동학, 진화심리학, 인지철학이나 인지공학 등 다양한 분야에서 중심적 연구 주제로 부상했다. 즉 난해하고 고루하게만 인식돼오던 인간 정신에 관한 주제들이 나는 누구인가라는 자아의 문제나 인간 본성은 이기적인가와 같은 전통적인 물음에서 내 마음은 왜 이러며, 저 사람은 왜 저렇게 행동하는지 혹은 내 탓인지, 뇌 탓인지와 같이 인간의 복잡하고 미묘한 심리와 행동에 관한 다양한 물음으로 각색되어 다루어지고 있다. 현대 뇌과학 및 인지과학의 일부 연구 경향은 이러한 주제들을 분석하는 데 있어 두뇌의 구조적 특징이나 뉴런의 생화학적 작용 혹은 유전자와 같은 분자적 속성을 밝히는 데 주력한다. 이러한 지적 전통은 노벨의학상 수상자이자 기억 연구의 권위자로 알려진 에릭 캔델(Eric Kandel)이 지적한 것처럼 1953년, DNA의 이중나선 구조를 발견한 사건에서 비롯한다. 캔델, 에릭 저, 전대호 역, 『기억을 찾아서』 (서울: 알에이치코리아, 2014), 14쪽. 캔델 자신도 의식이, 상호작용하는 신경세포 집단들이 사용하는 분자적인 신호 전달 경로들로 설명해야 할 생물학적 과정 위의 책, 27쪽. 으로 규정한다. 이러한 연구 방법은 인간의 심리와 행동은 두뇌나 유전자와 같은 생물학적 물질을 들여다보면 파악할 수 있다는 가정을 전제한다. 이러한 가정은 캔델이 현대 뇌과학 연구의 기본 전제들을 다섯 가지로 정리한 내용 가운데, 첫 번째 원리인 정신과 뇌는 분리할 수 없다는 관점에 기초한다. 캔델과 같은 현대 뇌과학 분야의 권위자들은 정신이 곧 두뇌라는 관념을 대중적 언어를 사용하여 확산시켜왔다. 가령 DNA 이중나선 구조의 발견자 가운데 한 명인 프랜시스 크릭(Francis Crick)은 당신은 그저 뉴런 덩어리일 뿐이(다) 크릭, 『놀라운 가설』, 19쪽. 며 두뇌에서 인간의 자유의지를 발견할 수 있다고 주장한다. 위의 책, 428-31쪽. 비슷한 맥락에서 캔델도 당신은 당신의 뇌이다라고 말한다. 이런 이야기들은 단순한 비유적 표현이 아니라 하나의 과학적 사실로서 간주되어, 인간 행위의 주체 문제나 윤리적 · 법적 책임 소재를 다루는 신경윤리학 분야의 중요한 과학적 지표로서 사용되기도 한다. 주목할 점은 현대 뇌과학 및 인지과학 내부에서 정신(혹은 마음)을 두뇌와 동일시하는 일원론적인 접근에 대한 경계와 비판의 목소리가 계속해서 제기돼 왔다는 데 있다. 가령 영국의 저명한 신경학자이자 학습과 기억의 분자적 메커니즘을 연구하는 스티븐 로즈를 중심으로 신경생물학, 임상유전학, 분자생물학, 심리의학, 동물행동학, 의료법학(생명의료윤리), 과학사 및 과학철학 등 다양한 분야에서 활동하는 연구자들이 정신을 두뇌라는 생물학적 물질로 환원하는 접근에 대해 강력하게 비판해왔다. 리스, 데이 & 스티븐 로즈, 김재영 · 박재홍 역, 『새로운 뇌과학』 (서울: 한울아카데미, 2010); Rose, Hilary & Steven Rose, Can Neuroscience Change Our Minds? (UK: Polity Press, 2016). 비판자들의 핵심 메시지는 두뇌가 정신 활동의 주요한 기관이지만 그렇다고 해서 인간의 심리와 행동, 그리고 의식이나 자유의지와 같은 인간의 본질(본성)을 두뇌를 들여다봄으로써 알 수 없다는 데 있다. 이들은 캔델을 비롯해 두뇌와 정신을 동일시하는 일부 뇌과학 연구자들의 관점을 생물학적 환원주의 혹은 결정론과 같은 생물학 사상 혹은 자연철학의 맥락에서 비판해왔다. 그러나 비판의 논조는 지적 근원이나 철학적 배경에 대해서는 심도 있는 논의를 충분히 제시하지 못했다. 특히 임상분야에서 두뇌와 척수의 기능을 연구하는 연구자들은 fMRI와 같은 기기에 의존하여 신뢰할 만한 데이터를 산출하지만 fMRI로 두뇌를 스캔해서 인간의 심리와 행동의 기전을 발견하려는 시도에 대해서는 경계한다. Andrew J. Dunn, Robert S. D. Campbell, Peter E. Mayor & Dai Rees, Radiological findings and healing patterns of incomplete stress fractures of the pars interarticularis, Skeletal Radiology vol. 37, (2008) pp. 443–450.

본 연구의 배경은 현대 뇌과학 담론에서 신경과학자들의 비판적 주장이 제기되어 온 논쟁의 철학적 · 사상적 배경을 이해하는 데 있다. 21세기 뇌과학 연구의 일부 경향은 내가 곧 뇌라는 표어 아래, 생물학적 물질에서 행동을 포함한 정신적 속성을 설명하려는 견해가 지배적 담론을 형성했다. 다윈이 살았던 19세기에도 21세기 뇌과학 연구의 일부 관점처럼 생물학적 물질에서 본능적 행동과 같은 정신적 속성을 설명하려는 견해가 지배적 담론을 형성했다. 창조론의 관점에서 자연세계를 탐구하는 자연신학자들이 이러한 지적 담론을 주도해왔다. 다윈은 당대 지배적 담론에 맞서 동물의 심리와 행동, 그리고 인간의 의식에 관해 평생 동안 연구했다. 다윈은 정신을 두뇌와 같은 생물학적 물질과 동일시하는 관념의 철학적 바탕이 되는 기계적이고 불변적인 세계관에 도전했다. 17세기 기계론적 철학은 생명현상과 정신 작용 및 행동의 원리를 미리 설계된 기계적 프로그램에 의해 이루어지는, 마치 천체의 운동처럼 고정되고 패턴화 된 현상으로 간주했다. 다윈은 오늘날 인간의 두뇌를 인공지능이나 컴퓨터 프로그램에 빗대듯 19세기에도 동물의 본능적 행동을 시계나 계산기와 같은 기계장치의 작동원리에 비유하는 기계적 접근법을 경계했다. 다윈의 연구가 현대 뇌과학 분야에 던지는 함의는 크게 3가지로 요약된다. 첫째 다윈은 두뇌가 없는 무척추동물인 지렁이의 지능에 관한 실험적 연구를 통해, 두뇌와 정신의 관계는 매우 긴밀하지만 분리될 수 없는 한 덩어리가 아니라는 사실을 경험적으로 뒷받침됐다. 다윈의 연구는 두뇌와 정신은 분리될 수 없다는 관점에서 두뇌에서 인간의 심리와 본성을 탐색하는 뇌과학의 일부 연구 경향에 비판적 함의를 제공한다. 둘째, 다윈은 지렁이의 지능과 식물의 뇌에 관한 실험 연구를 통해 두뇌가 없는 유기체들의 단순한 반사 반응조차도 기계적으로 이루어지지 않는다는 점에서 현대 뇌과학의 인공지능론과 같은 기계적 접근을 비판했다. 다윈은 인간 행위의 주체는 두뇌나 유전자가 아니라 바로 인간 자신이라는 관점에서 결정론(운명론)에 맞서 인간의 자유의지를 옹호했다. 셋째, 다윈은 의식에 관한 연구를 통해 인간을 사회와 동떨어진 원자화된 개인으로 규정하는 이기적인 인간본성론을 비판하고 사회적 존재로서의 인간 본질을 강조했다. 또한 다윈은 의식이 각 개인의 두뇌에서 만들어내는 것처럼 보이는 주관적 관념조차도 외부 세계와의 상호작용으로 형성된다는 점에서 인간의 마음은 두뇌를 들여다봄으로써 알 수 없다 Darwin, Darwins Notebooks, p. 564; Gruber, Darwin on Man, pp. 201-217, p. 361. 고 주장했다. 본 연구의 목적은 현대 뇌과학의 일부 경향에서 발견되는 인간 정신에 대한 고정되고 기계적인 접근법의 한계를 극복하는 대안적 연구 모델로서 다윈의 연구 방법론을 조명하는 데 있다. 다윈의 연구는 19세기 동물의 행동과 인간의 의식을 기계적이고 불변적인 현상으로 해석해 온 지적 경향에 도전했다는 점에서 현대 뇌과학 연구에 존재하는 기계론적 접근에 비판적 함의를 제공한다. 다윈은 인간 정신을 기계적이고 불변적으로 바라보는 세계관에 맞서 두뇌가 아니라 사회적 환경과 상호작용하는 인간 행위를 분석하는 새로운 뇌과학 연구방법론을 제시했다. 현대 뇌과학 분야가 정신 의학이나 인지철학 혹은 인공지능 등 단지 두뇌나 신경계를 연구하는 신경학 연구만을 지칭하지 않는다는 점에서, 그리고 두뇌가 없는 달팽이에 관한 연구로 캔델이 노벨상을 수상했다는 사례에 비추어, 인간 행위에 관한 다윈의 연구 프로그램 역시 하나의 뇌과학 이론으로서 참고할 수 있을 것이다. 무엇보다 본 논문에서 다루는 주제들이 현대 뇌과학 및 진화론의 담론에서 제기되는 논쟁적인 쟁점들을 다루고 있어 향후 관련 주제에 대한 심도 있는 논의들이 성장하는 데 기여하고자 한다. 본 논문은 다윈의 사상을 재조명하여 현대 진화론과 현대 뇌과학의 주요 동향에 대한 몇 가지 비판적인 물음들을 제기했다. 본 논문이 향후 현대 진화론과 현대 뇌과학 연구에 참여하고 있거나 그에 관심을 두고 있는 연구자들이 한 번 쯤 고민해볼만한 중요한 화두를 담고 있다는 점이 조명되길 기대한다.

Traditionally considered a topic of study in philosophy or theology, the discourse around the human mind began to take place in the field of biological sciences with the advent of the 19th century. Conversations about human nature—namely, the human mind, behavior, and consciousness—emerged critical points of research in a wide range of fields, from neuroscience and psychiatry to neuroethics, behavioral criminology, evolutionary psychology, cognitive philosophy, and cognitive engineering. With this, the topics of the human mind—long-considered complex and antiquated—began moving away from questions of the self (Who am I?) and traditional musings (Is human nature selfish?) and eventually shifting into the complex and nuanced questions around the mind and behaviors, such as Why do I feel this way, and why do they act that way and Is this my fault or the fault of my brain? Part of the trend in modern brain science works to identify the structural characteristics of the brain, biochemical interactions of neurons, or genes and other molecular properties as an answer to these questions/to provide answers to these questions. As noted by Eric Kandel, a Nobel Prize winner and leading authority on memory research, this intellectual line of work originates from the discovery of the DNA double helix in 1953. Underlying this type of research methodology is the assumption that the human behavior and mind can be understood by examining biological material, such as the brain or genes. The assumption that human behavior and mind can be understood by examining biological material, such as the brain or genes, is the underlying premise of such research methodology, and this assumption is based on the first of Kandels five fundamental premises of modern neuroscience research: The brain and mind cannot be separated. Leading researchers of modern neuroscience like Kandel have employed metaphorical expressions, such as You are your brain, to widely disseminate the idea that the brain and mind are inseparable in nature. In that case, what is the philosophical origin of the monistic view that conflates the mind and the brain? Can we view the brain and the mind as one and the same simply because the brain is the epicenter of mental processes and in charge of complex cognitive activity and behavior? Ultimately, what does the idea that the brain is equivalent to our mind tell us about human nature? These types of questions have continued since the introduction of modern science in the 17th century, leading to the on-going controversy among researchers who study the human mind: biological determinism (fatalism) vs. free will. At the foundation of argument on the reductionism that I am my brain lies a philosophical conflict—whether by defining the action of the brain strictly as a mechanical reflex the brain can be regarded as the source of thought that creates the human mind. Similar questions also were a major point of conversation in the discourse around the human mind during Darwins lifetime in the 19th century. Akin to the part of perspective of 21st century neuroscience, the view that mental (behavioral) qualities were derived from biological material made up the hegemonic discourse at the time. The interesting fact is that it was actually natural theologists, who studied the natural world from a creationist perspective, that led this intellectual discourse. Darwin devoted his entire life to studying animal behavior, as well as human consciousness, specifically to push back against this hegemonic discourse. Darwin challenged the fixed, mechanistic worldview that acted as the philosophical foundation for the idea that the mind could be conflated with biological material like the brain. The 17th century mechanical philosophy considered biological phenomenon and mental (behavioral) actions as a phenomenon with a fixed pattern, one caused by a pre-programmed machine, much like the movement of the constellations. Just as the human brain is often likened to artificial intelligence (AI) or a computer program, it was popular to describe animals instinctive behavior via comparisons to mechanisms of machines, such as clocks or calculators. The mechanical approach to life phenomena created various lines of logic that considered human behavior and instinct, as well as those of animals, to be immutable. For example, Richard Dawkinss Selfish Gene Theory of today considers human nature (consciousness) to be an immutable property and restricted by selfish genes, much like the 19th century natural theologists, who argued that anatomical structure created by God dictated human instinct and thus, was unchangeable. Modern claims, as well as those of the 19th century, of human natures unchangeability is based on the so-called biological determinism—the idea that biological material determines human nature. This paper examines Darwins novel, alternative theory in neuroscience research, which centers human behavior that constantly interacts with its social environment rather than the brain and pushes back on the view of the human mind as mechanical and immutable. Darwins research on the human mind and behavior is written around the central themes of instinct, intelligence, and consciousness, and based on this structure, this paper is also comprised of three sections. Darwins research on each subject has critical implications for the deterministic, reductionist, and mechanistic approach to examining human mind and behavior. The implications are as follows. The first section, <Darwins Study on Instinct>, critiques natural theologists biological determinism about animal instinct and Lamarcks environmental determinism. First, in opposition to natural theology, Darwin demonstrated that animals instinctive behavior could change within a relatively short period of time because it was not dependent on anatomical structure. Darwin's insights into the variability of instinct show that even at the animal level, mental abilities maintain relative autonomy from biological materials, such as the brain or physical structures. This fact holds major implications for the modern neo-Darwinist tendency to employ Darwinian evolutionary theory to defend a deterministic and immutable view of the human mind. Meanwhile, Darwin denied the innate nature of instincts and opposed Lamarckisms claims that animal behavior is determined by environmental factors, demonstrating that innate instincts changed due to factors as well as the environment. It should be noted that Darwin did not reject the genetic theory of acquired characteristics, but instead, he established his own Darwin version of the genetic theory of acquired characteristics apart from Lamarck and applied it as a central principle in the inheritance of behavior. Unlike neo-Darwinists, who describe the human mind and behavior solely through the theory of natural selection, Darwin analyzed the genetic and evolution of mental properties like behavior through the genetic theory of acquired traits, which causes quick mutations through the environment, rather than natural theory, which operates slowly on geological time. The second section, <Darwins Study of Intelligence>, highlights Darwins criticisms of the reductionist view that I am my brain, within the context of evolutionary history. Through his research on worm intelligence, Darwin had experimentally proved that mental attributes, such as intelligence, had existed before the brain had appeared. His research reinforced the idea that the human mind cannot be reduced down to a material thing like the brain. In addition, Darwin proved that instinct did not take place in solely a passive and mechanical way, not only for a brainless earthworm but also at the level of plant movement. This fact completely denies the part of the trend in modern neuroscience, which likens the human brain—with its relatively great variability compared to the earthworm's ganglion—to the mechanical workings of computer programs. Based on 19th century neuroscience, Darwin focused on the functional features that govern the principle of reflex as what is the mental entity that is inherited, instead of the structural features of the sensory centers, such as the brain. Neuroscience in the 19th century dismantled the brain-centric paradigm that has been passed down since ancient times by presenting a new research program that considered the human brain to be a large, complex lump of ganglions and the ant's ganglion as small brains. Based on empirical research in the field of neurology, Darwin argued that the mental properties inherited in later generations are not conscious attributes like selfishness as Dawkins claims, but unconscious memories like instinctive behavior. Through this, Darwin emphasized that the same reflex reaction occurs in the human brain, worm's ganglion, and the root end of the plant, and he also stated that even at the plant level, the reaction as not automatic nor mechanical. Finally, the third section, <Darwins Study of Consciousness>, deals with Darwin's criticisms of the mechanistic idea of utilitarians, which claimed that the human consciousness that drives moral action originated in the brain. Darwin examined the natural history of morality, as morality acts as the basis of the human mind and behavior and distinguishes us from other animals, and he went onto criticize the contemporary moral theory that the brain is the source of consciousness. Darwin criticized both Lockes theory of association of idea, which stated that the human mind and consciousness were formed by individuals brains mechanically connecting images that had been stored in the brain, and utilitarians, who accepted the mechanical view of associationism. Darwin also criticized the utilitarian theory of humans selfish nature, which stated that even human selfless behavior is also based on selfishness. Darwin criticized the fact that selfish nature was based on an individualist perspective of human beings as an atomized individual, separate from society, and studied the nature of humans as a social being. Darwin's insights demonstrated that consciousness was not a subjective idea manufactured in the brains of each individuals, separate from their social experience. This research aims to highlight how Darwins research both transcends the limitations present in a deterministic, reductive, and mechanistic approach and also offers an alternative model for researching the human mind. Darwin emphasized that human behavior—not the brain itself—is what has been adapting to the social environment and actively responding to changes and thus, should be the major target of research. The implications of Darwin's research on modern brain science can be summed up into three major points. First, Darwin presented the abundant variation of instincts in the natural world to refute the idea of 19th-century biological determinism that animal instincts cannot be changed due to their anatomical structure. Darwins problematization of the brain and minds conflation found empirical evidence in the experimental research of worms, invertebrates that lack brains. Darwin's research provides critical implications for modern research that works from the perspective that the brain and mind cannot be separated seeks to find the human mind and instinct in the brain. Second, Darwin was wary of mechanical approach, similar to that employed in artificial intelligence within modern neuroscience, as his experimental studies of earthworm intelligence and plant brains showed that even simple reflex reactions of brainless organisms did not take place in a mechanical way. Darwin maintained the standpoint that human beings themselves, not the brain or the genes, was the subject of behavior—defending the idea of human free will against determinism (fatalism). Based on the fact that consciousness changes according to the period or culture, he indirectly supported the idea that the human mind is a historical product. Third, through his research on consciousness, Darwin criticized the theory of selfish human nature, which defined human beings as atomized individuals that existed separate from society. Instead supported the idea of humans as innate social beings. Darwin presented a novel neuroscience methodology, which stated that it was not the brain but rather the behavior of humans—to adapt to social environments and acts of willpower–that should be the subject of research. Darwin offered the insight that the problem of the mind cannot be solved by attacking the citadel itself. Darwin presented a novel neuroscience methodology, which stated that the subject of research should be not the brain but rather the human behavior of adapting and actively responding to the social environments.