신경과학자들은 아직 인간 뉴런의 이 정밀한 움직임을 완벽히 이해하지는 못했다. 그러나 연구자들은 이것이 인간 뇌의 한 영역에서만 일어나는 것은 아니라는 점을 알고 있다. 인간 뇌의 회백질의 여러 영역은 서로 다른 시간 측정 임무를 맡는다. 뇌 영상을 보면 어떤 영역이 무엇을 하는지 분석할 수 있다. 음악에 맞춰 드럼을 치는 것에서부터 강의가 얼마나 남았을지 알아맞히는 것까지, 이러한 특화된 영역은 함께 움직여 시간 인지를 만들어간다.
1. 스톱워치
두뇌가 주변으로부터 신호를 수신하면, 보조운동영역(SMA)는 타이머 역할을 한다. 이 영역이 움직이면 자극이 지속되는 시간도 길어진다. 외부 신호가 남아있는 동안 SMA 내의 뉴런이 발화되어 뇌의 다른 영역을 위해 정보를 보유 한다.
2. 기억 중추
단기 기억이 없으면 시간을 추산할 수 없다. 단기 기억은 이마 바로 안쪽의 하우 전두 피질에 있다. 예를 들어 아이 울음소리의 지속시간을 측정할 때, 이 영역은 울음소리가 시작된 시간과 끝난 시간을 기록한다. 이 단기 기억이 없으면 뇌는 아이 울음소리를 들어도 몇 초 만에 잊고 만다.
3. 순서 정리
인간은 생산성을 높이기 위해 일의 순서를 파악해야 한다. 단어의 음절, 라인 댄스의 스텝, 아침에 옷을 입는 것 모두 순서를 지켜야 한다. MRI를 사용한 연구 결과 인간이 순서를 따질 때면 뇌의 해마가 활성화되는 것으로 나타났다.
4. 박자를 맞춰라
소뇌는 근육 움직임을 조율한다. 따라서 모든 시간 관련 업무, 특히 박자 맞추기에 밀접하게 연관되어 있다. 리듬을 맞추는 것 같은 시간 예측 업무에서는 인간의 소뇌가 디스코볼 처럼 빛이 난다.
5. 보상 계산기
초콜릿을 좋아하는 사람이라면, 초콜릿을 얻을 때까지 기꺼이 기다릴 것이다. 이 기능을 하는 뉴런 덩어리들의 집합체가 기저핵이다. 기저핵은 지연 감소라는 절차를 일으킨다. 지연 감소는 보상에 따라 얼마나 더 기다려야 할지, 또는 기다리지 말아야 할지를 알려 준다.
■ 수십억 개의 시계
신경과학자들은 세포들이 시간을 측정하는 방식이 정확히 어떤 것인지를 놓고 논쟁 중이다. 최신 이론인 집단 시계 이론에 따르면 회백질의 중심 덩어리가 아닌 뇌 전체의 뉴런이 계속적으로 시간을 측정한다는 것이다. 자극(출근길 같은)이 주어지면 뉴런의 발화가 이루어져 흘러간 시간의 양을 알려주는 발화된 세포의 패턴을 만들어낸다는 것이다. 각각의 회로는 시계 역할을 한다. 지나가는 차가 하나의 다발을 확보하는 동안 이 통로는 또 하나의 다발을 확보, 인간의 머릿속에 무수히 많은 타이머를 만들어낸다. 과학자들은 뇌의 여러 영역들이 이 회로를 읽는다고 생각한다. 이 때문에 사람은 길을 건너면서 동시에 음악도 듣고 문자 메시지도 보낼 수 있는 것이다.
서울경제 파퓰러사이언스 편집부 / by Claire Maldarelli, illustration by Sinelab
