가장 미스터리한 뇌에 관한 연구의 최전선!
렉처 사이언스 KAOS 시리즈 두 번째 책 『뇌(Brain)』. 이 책은 생물학, 의학, 정신의학과 심리학 등 다양한 분야의 시선으로 인체 기관 중 아직도 미지의 영역으로 남아 있는 뇌에 관한 강의를 책으로 담아냈다. 책을 통해 뇌에 관한 풀리지 않는 질문들, 공포와 사랑의 감정은 어떻게 생겨나는지, 뇌를 새로운 신체에 이식할 수 있는지, 인공지능은 정말 우리를 위협하는 존재인지 등 우리가 평소 궁금해했던 이야기들을 관련 과학자들의 강연과 토론, 그리고 나의 입장을 대변해주는 청중의 질문을 통해 해소할 수 있다.
국내 뇌과학계의 1세대 신희섭 단장과 김경진 원장, 《네이처》 등 해외 유명 저널에 논문을 수록한 세계적인 과학자 강봉균, 김은준 교수, 조현병이라는 병명을 새롭게 제안한 권준수 교수와 뇌졸중 명의의자 의사문학상 수상자 김종성 교수, 국내 최초의 진화심리학자 전중환 교수 등 대중들이 쉽게 만날 수 없었던 국내 뇌과학계의 최고 석학들을 한자리에 모아 자아부터 인공지능까지, 인간의 가장 미스터리한 신체 기관인 뇌에 대한 다양한 시각과 연구의 최전선을 듣는다.
“나의 뇌는 나를 지배한다.”
유일하게 자신의 뇌를 탐구하는 인간의 뇌
가장 가까이 있지만 가장 미스터리한 존재를 탐한다!
신경세포 1000억 개, 시냅스 1000조 개로 이루어진 무게 1,400그램, 표면적 2,300세제곱센티미터의 물질 뇌. 이 작고 신비로운 곳에서는 어떤 일이 벌어지고 있는 걸까? 알파고와 이세돌 9단의 대국인 인공지능과 인간의 대결로 뜨거웠던 2016년 봄, 인간의 뇌를 주제로 뜨거웠던 현장이 또 하나 있었다. 바로 카오스재단 강연 ‘뇌로 보는 뇌’의 강의실이다.
국내 뇌과학계의 1세대 신희섭 단장과 김경진 원장, 《네이처》 등 해외 유명 저널에 논문을 수록한 세계적인 과학자 강봉균, 김은준 교수, 조현병이라는 병명을 새롭게 제안한 권준수 교수와 뇌졸중 명의의자 의사문학상 수상자 김종성 교수, 국내 최초의 진화심리학자 전중환 교수 등 대중들이 쉽게 만날 수 없었던 국내 뇌과학계의 최고 석학들을 한자리에 모아 자아부터 인공지능까지, 인간의 가장 미스터리한 신체 기관인 뇌에 대한 다양한 시각과 연구의 최전선을 듣는다.
미스터리한 소우주, 뇌 Brain
우리는 왜 뇌에 대해 궁금해 할까요? 움직임, 감정, 기억, 자아…… 원초적인 것에서부터 정신적인 것까지 모든 길에는 뇌가 자리하고 있기 때문입니다. 뇌의 작용에 따라 내가 생각하고 반응하며 나를 나로 만드는 것, 그것이 바로 뇌입니다.
뇌는 신경계의 사령탑으로 매우 중요하고 복잡한 조직입니다. 신경계의 기본 단위는 신경세포인 뉴런이며 신경세포가 서로 만나는 곳을 시냅스라고 합니다. 뇌는 약 1000억 개의 신경세포와 1000조 개의 시냅스로 구성됩니다. 뇌는 동물의 효율적인 운동을 하기 위해 진화했고, 형태상 대뇌, 소뇌, 간뇌, 뇌간으로 나눌 수 있으며, 마치 하나의 축구팀처럼 각각의 선수 혼자서도 특정한 역할을 할 수 있지만, 주로 팀플레이를 합니다.
우리는 인공지능을 두려워하면서도, 지구상에서 가장 고등한 존재라고 자만하기도 합니다. 인류의 가장 궁극적인 질문이 남아 있는 뇌. 가장 가깝고도 먼 1,400그램의 회백질 덩어리 속으로 여러분을 초대합니다. ㅡ본문 중에서
인간은 뇌의 10퍼센트만 사용한다?
뇌과학이 벗겨낸 10퍼센트 뇌의 신화
아인슈타인 외에도 많은 유명 인사들이 인간은 뇌의 10퍼센트밖에 사용하지 못하고 있다는 ‘10퍼센트의 신화’를 이야기했다. 하지만 현대 뇌과학은 그것이 사실이 아님을 밝혀냈다. 인간은 뇌의 대부분을 사용하고 있으며, 일을 하거나 하고 있지 않거나, 무의식의 순간에도 우리 뇌는 계속 사용되고 있다. 이밖에도 뇌에 관한 풀리지 않는 질문들, 공포와 사랑의 감정은 어떻게 생겨나는지, 뇌를 새로운 신체에 이식할 수 있는지, 인공지능은 정말 우리를 위협하는 존재인지, 우리가 평소 궁금해했던 이야기들을 관련 과학자들의 강연과 토론, 그리고 나의 입장을 대변해주는 청중의 질문을 통해 해소할 수 있다.
이 책은 뇌에 관한 아홉 개의 강의로 구성되어 있으며, 각 강의는 우리나라 뇌과학의 최고 석학들의 이야기로 채워졌다.
1강 ‘뇌, 신비한 세계로의 초대(신희섭)’에서는 뇌는 무엇이며, 어떻게 구성되고 어떤 역할을 하는지 이야기해본다. 뇌는 어떻게 발달했으며 감정은 어떻게 전해지는지, 몸과 뇌 둘 중 누가 주인인지 생각해본다.
2강 ‘인간의 뇌는 과연 특별한가(김경진)’에서는 인간의 뇌를 다른 동물과 비교해본다. 파충류의 뇌에서 인간의 뇌까지 뇌의 진화 과정을 살펴보고, 인간과 진화적으로 유연관계가 가장 가까운 동물인 침팬지의 뇌와 인간의 뇌를 비교한다.
3강 ‘기억 찾기(강봉균)’에서는 기억은 우리 삶에 어떤 의미...가 있는지 살펴본다. 기억기능에 문제가 생기면 우리에게 어떤 일이 벌어질까? 기억은 우리 뇌의 어디에 저장되며 어떻게 저장되는지, 이런 궁금증을 풀기 위해 지금까지 뇌 과학자들이 밝혀온 이야기를 듣는다.
4강 ‘뇌를 읽다. 그리고 마음을 읽다.(권준수)’에서는 딱딱한 두개골로 둘러싸여 그 구조와 기능을 쉽게 볼 수 없는 뇌를 촬영하는, 최근 급격하게 발전하고 있는 뇌 영상술에 대한 이야기를 다룬다.
5강 ‘자아의 탄생(강웅구)’은 의식에 관한 장으로 의식의 문제는 정신의학뿐만 아니라 다양한 학문영역에서 다루고 있어 의미하는 바도 다양하다. 의식과 무의식은 무엇인지, 기계와 인간의 구분은 튜링테스트만으로 가능한지, 존 설의 ‘중국어 방’ 개념을 통한 사고실험까지 깊이 있는 의식에 대한 탐구를 들여다본다.
6강 ‘영화 속에서 뇌과학을 보다(김종성)’에서는 우리가 쉽게 찾아볼 수 있는 영화 속에 등장하는 뇌 질환을 통해 뇌의 기능에 대해 알아본다. 뇌과학의 시선으로 보는 최고의 영화 〈메멘토〉를 비롯해 〈그녀에게〉, 〈밀리언달러 베이비〉 등 다양한 영화를 통해 뇌 질환은 무엇인지 살펴본다.
7강 ‘착각하는 뇌(정수영)’ 사람들은 흔히 감각과 지각의 기능은 우리가 살아가고 있는 세상에 대한 정보를 정확히 알아내는 것이라고 생각한다. 그러나 실제 세상은 우리가 지각하고 있는 것과 충분히 비슷하지만 정확히 같지는 않다. 감각과 지각은 어떻게 다른지, 감각과 시지각 연구를 통해 알아본다.
8강 ‘시냅스, 생쥐, 그리고 정신질환(김은준)’에서는 뇌의 단순한 기능과 복잡한 기능에 대해 살펴보고 뇌기능이 잘못되면 일어나는 질병들과 사회성결핍 및 반복행동이 주요 증상인 뇌 발달 장애인 자폐에 대해 이야기한다.
9강 ‘진화, 뇌를 여는 열쇠(전중환)’에서는 신경 과학이 그동안 갖지 못했던 이론적 틀을 제공하는 진화적 관점을 통해 뇌 연구의 방향을 살펴본다.
과학을 통한 즐거운 소통,
최신의 과학 지식을 누구나 쉽고 즐겁게 나누는 현장
‘렉처 사이언스 KAOS’ 시리즈
렉처 사이언스 KAOS 시리즈는 과학을 쉽고 재미있게 전달하고자 기획된 카오스재단 강연을 바탕으로 출간되는 단행본 시리즈다. 다양한 사진과 그림으로 강연의 현장을 생생하게 담아내고, 강연에서 활발히 이루어졌던 질의응답을 활용해 궁금한 부분에서 즉시 질문할 수 있는 Q박스를 마련, 어려운 개념을 설명하는 설명 박스 등 양방향 소통의 편집으로 실제 강연에 참석하지 못했던 독자들에게도 최고 석학의 강연을 듣는 듯한 현장감을 부여했다. 또한 《뇌Brain》부터는 전문가들의 패널토론을 강화한 〈사이언스 토크〉가 새롭게 수록되면서 관심 주제를 밀도 있는 전문가 토론으로 이어갈 수 있게 했다. 《기원 the Origin》에 이어 9월 출간될 《빛 the Light》까지 후속 권들을 통해 최신 과학의 이슈를 하나하나 소장하는 기쁨을 느낄 수 있다.
과학은 세상에 도움을 줄 수 있고, 과학적 사고는 세상을 바꿔나갈 수 있다. 더 많은 사람들이 기초과학에 관한 다양한 지식을 함께 나눌 수 있기를, 이 책과 강연을 통해 과학적 동맹이 늘어나 대한민국에서 과학 애호가 10만 명이 성장할 수 있기를 기대해본다.
머리말 뇌, 세상을 보는 창 4
1강 뇌, 신비한 세계로의 초대ㅡ신희섭 18
인간의 뇌 22
진화, 생명을 보는 창 24
뇌의 탄생 27
이동성과 뇌의 관계 29
감정과 기분 사이 30
몸과 뇌, 누가 주인인가 32
동물의 뇌로 인간의 뇌를 이해하기 34
공감 고통 36
사이언스 토크 01 38
QnA 44
2강 인간의 뇌는 과연 특별한가ㅡ김경진 46
생명과 뇌에 대하여 50
신경과학의 역사 52
인간의 뇌 55
뉴런의 특징 57
뇌의 발생학적 특징 60
다양한 생명체의 뇌 63
뇌 발생과 유전자 65
청소년의 뇌 67
뇌를 알면 미래가 보인다 70
사이언스 토크 02 72
QnA 78
3강 기억 찾기ㅡ강봉균 80
뇌의 인지 기능 83
기억의 저장 85
뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스 89
기억의 종류 92
작동기억, 단기기억, 장기기억 95
장기강화, LTP 97
뇌 시스템 속 신경 네트워크 100
기억을 회상하는 것 100
기억에 관한 동물 실험 102
일곱 가지의 죄 104
기억한다는 것의 의미 106
사이언스 토크 03 108
QnA 114
4강 뇌를 읽다, 그리고 마음을 읽다ㅡ권준수 116
뇌 속을 들여다보다 119
뇌파 측정 122
fMRI, 기능적 ...자기공명영상 124
PET, 양전자단층촬영 126
의식하는 것과 실제 128
뇌의 기능 130
신경전달물질의 정보 전달 131
사랑에 빠진 뇌 132
정신질환 135
조현병 138
사이언스 토크 04 140
QnA 146
5강 자아의 탄생ㅡ강웅구 148
의식과 무의식 152
의식의 측정 155
의식의 특징 158
통합성 161
자유의지 163
의식의 역할 165
의식의 기원 166
뇌 속에서의 정보 교환 169
의식과 병 171
사이언스 토크 05 174
QnA 180
6강 영화 속에서 뇌과학을 보다ㅡ김종성 182
문제는 바로 뇌! 186
영화 속의 뇌 질환 188
커다란 뇌는 왜 필요할까 192
〈그녀에게〉를 통해 보는 안락사 문제 195
감정과 기억의 관계 197
기억을 지우는 병 201
언어를 담당하는 뇌 204
정신을 개조하는 뇌수술? 207
사이언스 토크 06 210
QnA 216
7강 착각하는 뇌ㅡ정수영 218
뇌의 착각 223
지각은 어떻게 결정되는가 227
눈에서 시각피질까지 230
추상체와 간상체 232
시야와 원근감 236
고양이 실험으로 본 시각피질의 경로별 반응 238
시각의 복수 병행처리 경로 244
세상을 반만 인식하는 편측무시 246
생존에 유리한 해석, 지각 250
사이언스 토크 07 252
QnA 256
8강 시냅스, 생쥐, 그리고 정신질환ㅡ김은준 258
시냅스의 우주 262
정체성의 위기 265
정신질환은 어떻게 발생하는가 268
인과관계를 증명하는 실험 270
생쥐의 사회성 실험 274
기제 알아내기 277
어떤 일이 일어날 것인가 280
정신질환을 이해한다는 것 282
사이언스 토크 07 284
QnA 288
9강 진화, 뇌를 여는 열쇠ㅡ전중환 290
마음은 뇌에서 나온다 294
생존과 번식에 어떻게 적응할 것인가 295
‘어떻게’보다 ‘왜’ 297
질투의 진화적 성차 301
진화인지신경과학의 발견들 303
진화심리학은 뇌 연구의 길잡이 308
사이언스 토크 09 310
QnA 315
그림 출처
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강봉균 [저]
서울대학교 생명과학부 교수. 다다를 수 없는 먼 우주를 탐구하는 대신 가까이 숨어 있는 미생물을 찾는 건 어떨까 하는 생각으로 미생물학을 공부하게 되었고, 이를 통해 멋진 생명현상을 경험하였으며 이어 뇌과학의 길로 접어들게 되었다. 뇌는 진화를 통해 만들어진 몸의 기관 중 가장 복잡해서 신비로운 소우주라고도 불린다. 복잡한 베일이 하나씩 벗겨지고 있는 뇌과학의 시대를 맞고 있지만, 뇌의 신비로움은 사라지지 않고 우리를 더욱 놀랍게 만들고 있다. 서울대학교 미생물학과를 졸업하고 컬럼비아 대학교에서 박사학위를 받았다. 1994년부터 서울대학교 생명과학부 교수로 재직하고 있다. 2012년에 제1호 국가과학자로 선정되었고 과학기술부 우수과학자상, 경암학술상 등을 수상했다. 학습과 기억에 대한 분자적 메커니즘을 밝힌 논문을 비롯해 160여 편의 논문을 학술지에 발표했다. [기억하는 인간 호모 메모리스], [생물학 명강] 등을 공저했으며 [신경과학의 원리], [시냅스와 자아] 등의 책을 우리말로 옮겼다.
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