내안의 나! THE BRAIN

내 안의 나! THE BRAIN

 

저자 데이비드 이글먼은 전 세계적으로 촉망받는 젊은 뇌과학자이자 베스트셀러 작가. 스탠퍼드 대학교에서 신경과학을 가르치고 있으며, 《사이언스》, 《네이처》 등에 다수의 논문을 발표했다. 인간의 뇌가 외부 자극에 의해 변화되는 뇌가소성, 시간 지각, 공감각, 신경 법학 분야를 연구하는 과학자이면서 뇌과학을 대중적으로 쉽고 흥미롭게 소개하기 위해 TV와 라디오 방송에도 자주 등장하는 ‘사이언스 커뮤니케이터’이기도 하다.

제1장 나는 누구일까?

우리는 고정된 존재가 아니다. 미완성의 존재다 

1966년 오스틴 소재 텍사스대학교에서 총기난사로 대량살상을 저지른 후에 사살된 찰스 휘트먼의 경우, 죽은 후 그 뇌를 조사한 결과, 편도체에 작은 종양이 있었고, 이는 공포 및 공격과 관련이 있는 부분임이 밝혔다. 그는 뇌에 따라서 변화하고 있었던 것이라고 한다. 한 사건에 대한 당신의 기억은 당신의 세부적인 경험들에 관여한 뇌세포들의 유일무이한 연결망으로 표현된다고 말하고 있습니다.

엘리자베스 로프터스 교수의 실험 -즉 피실험자에게 조작된 기억과 정상적인 기억을 주입하고 테스트함-을 통해서 우리의 기억이 얼마나 취약한지에 대해서 보여줌으로써, 우리의 존재가 오직 기억에만 기초를 두지 않는다고 말하고 있습니다.

우리에겐 기억 말고도 의식이 있으며, 순간순간 당신의 뉴런들이 무슨 활동을 하느냐에 우리의 존재가 달려있다고 한다.

뇌 속에 뉴런들이 수조 개의 연결을 끊임없이 형성하고 재형성되면서 독특한 패턴을 이룬다는 사실은 당신과 유사한 존개가 과거에도 없었고, 미래에도 없다는 것을 의미한다. 즉 우리는 고정된 존재가 아니다. 미완성의 존재이다.라고 저자는 말하고 있습니다.

 

제2장 실재란 무엇일까?

뇌 안에서 전기화학적인 신호로 작성된다

 

마이크는 생후 3년 만에 화학물질 폭발로 시각을 잃었다. 40년이 넘어 줄기세포로 눈의 손상을 복구했지만, 제대로 된 시각이 느낄 수가 없었다. 그의 뇌에는 많은 시각 정보를 조직화하는 능력이 결여되어있어 이런 문제가 발생했다. 즉 시각에는 눈 말고도 많은 것이 필요하다고 말하고 있습니다.

우리의 시각 활동은 애쓰지 않고도 이루어지는 것 같지만 실제로는 그렇지 않다는 것이 밣혀진 것이라 말합니다.

러시아 심리학자 파울야르부스는 처음 보는 광경에서 사람의 눈의 움직임을 추적하는 기술을 고안했다. 한 광경에서 사람은 광범위하게 움직이지만, 실험 결과, 인간은 세부적인 것을 회상하지 못함을 알게 되었다.

왜 뇌는 시각을 바탕으로 완벽한 그림을 그리지 않는가? 이는 우리 뇌는 에너지 소비가 워낙 많지만 절약도 뛰어난 기관이기에 그러하다고 합니다.

또한 시간 굴곡 현상을 통해서 인간의 뇌는 기억을 되살릴 때, 위협적인 사고를 실제보다 더 긴 시간에 일어난 것으로 해석하는 경향이 있다

이와 같이 우린 무수한 외부세계를 직접 경험하고 살지만, 이는 뇌 안에서 전기화학적인 신호로 작성된다고 합니다. 그 안에서 실재란 오직 당신만 볼 수 있고, 조정할 수 있는 텔레비전 같은 것이라고 저자는 말하고 있습니다.

 

제3장 누가 통제권을 쥐고 있을까?

우리의 삶은 우리의 자각 능력이나 통제능력을 훨씬 벗어난 힘들에 의해 조정된다

의식과 무의식! 커피잔을 올리는 데도 뇌는 어마어마한 계산을 한다. 그러나 우린 단지 커피가 입에 들어올 때만 인지하다. 즉 우리 뇌의 무의식 장치는 항상 작동하지만, 우리가 알지 못한다는 것이다.

이언의 사례로,- 이언의 경우, 19살 때 심한 장염 후유증으로 신경손상을 입었다, 그는 어떤 동작도 자동으로 해낼 수 없다. 걸음을 걸을 때도 의식적으로 집중해야 걸을 수 있고, 이는 그의 근육은 정상적인데도 그러하다. 즉 손상에 따른 뇌의 무의식의에 대해서 알려주는 사례로 저자는 말하고 있습니다

또한 청소년 컵 쌓기 우승자인 10세 소년 오스틴 네이버와 저자의 컵 쌓기 경쟁을 통해서 뇌를 스캔한 결과, 오스틴의 뇌의 경우, 무의식적으로 반응함을 나타내고 있다.

훈련된 솜씨는 뇌의 미시적 구조안에 새겨진다. 이는 빠르고 , 에너지 효율이 높다, 저자는 이를 절차 기억이라고 부르고 있습니다. 

누가 우리를 통제하는가? 의식인가 무의식인가? 파크스의 사건- 무의식상에 장인 장모를 살인한 사건으로, 그의 뇌전도를 통해 확인한 결과, 몽유병의 뇌와 일치하고, 그의 친척들 중에서도 몽유병 환자가 많음이 나왔습니다. 법원에서 무의식 상태로 그는 석방이었습니다. - 저자는 이를 통해 무의식이 우리를 지배하는 것을 보여주는 사례라 합니다.

이와 같이 우리의 삶은 우리의 자각 능력이나 통제능력을 훨씬 벗어난 힘들에 의해 조정된다고 말하고 있습니다.

 

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제4장 나는 어떻게 결정할까?

뇌는 분쟁에 기초하여 작동하는 기계

짐이라는 환자의 경우, 손떨림 증상 치료를 위해서 뇌수술을 받았다. 짐은 그림(절은 여인과 늙은 여인으로 보이는 그림)을 보고 지각적 쌍안정성의 개념으로 젊은 여인과 늙은 여인으로 볼 수 있다 즉 어느 것을 선택하느냐에 따라 뇌가 다르게 반응한다는 것을 알려줍니다. 

이는 뇌가 결정할 때 특정 뉴런이 활발한 활동을 한다. 이 실험을 통해서 뇌는 분쟁에 기초하여 작동하는 기계임을 알게 되었다.

 

타미의 사례에서 오토바이 교통사고를 당해서 안와이마엽 피질이 손상되어서 일생 생활의 결정들을 다룰 수 없다고 한다. 이런 우유부단함은 그녀의 뇌손상에서 발생한 것으로 의사결정장애에 중요한 역할을 제공한다.

마약 중독의 경우, 한 인간에게 있어 의지력은 한정된 자원이며, 기존의 많은 나라가 마약중독을 대처하기 위해 엄청난 돈을 쓰지만, 별다른 효과가 없다고 한다.

 

저자는 뇌 스캐너를 통한 뇌의 중독에 따른 갈망과 억제 시 섬엽과 양쪽 대상피질 사이에 서로 다른 공간이 더욱 활성화되는 것을 알아냈고, 중독자에게 현재의 뇌 정보를 실시간으로 제공하므로 훈련을 통해서 스스로 마약을 억제하는 것을 훈련할 수 있다고 한다. 이런 인지적 수단을 통해서 마약중독에서 벗어날 수 있다고 한다.

이처럼 뇌가 의사결정에 깊이 관여하며, 의사 결정은 모든 것의 핵심이라고 합니다.

즉 뇌 속에서 많은 선택지가 어떻게 서로 싸우는지 이해함으로써 우리는 더 나은 결정을 내릴 수 있다고 저자는 말합니다

 

제5장 미래에 우리는 어떤 존재가 될까?

우리가 누가 될지는 우리 자신에게 달려있다

뇌가소성 이론에 따르면, 캐머런 모토라는 소녀의 경우, 네 살 때 심한 뇌전증이 발생하여 뇌의 반을 제거하는 수술을 받았다. 그녀는 반쪽인 뇌로 학습, 언어, 수학, 이야기 등 아무런 문제없고 학업성적도 우수하고 여러 스포츠도 한다고 한다.

또한 감각 대체 -즉 이례적인 감각 통로로 감각정보를 공급하는 것을 말한다- 을 통해서 뇌는 정보를 받아들이며, 플랫폼을 사용하면 청각장애인에게 듣기 능력 등을 제공하여 진동 패턴을 통해 소리를 지각할 수 있도록 감각 대체가 가능하다고 한다. 

 

이어 잔슈어만 사례를 통해 더 나은 몸을 얻을 수 있다. 그는 척수 소뇌 장애라는 유전병으로 척수신경이 퇴화되었으나, 전극 이식을 통해서 로봇 팔을 제어 가능하게 되었다. 뇌의 명령으로 로봇 팔을 자유자재로 움직일 수 있다.

현재 뇌를 디지털로 저장하고자 하는 시도들에 대해서 스위스 로잔 연방 공과대학의 한연구팀이 쥐의 뇌를 시뮬레이션화해서 저장한다고 한다.

 

그럼 의식은 어떻게 되는가? 토노니의 이론에 따르면, 충복한 복잡성과 충분한 연결성의 완벽한 균형이 필요하다고 하며, 이를 갖추면 실리콘에서도 의식이 발생할 수 있다고 한다.

이러한 의식을 업로드하는 연구까지 진행 중에 있다고 말하고 있다. 

물론 미래에 대해서 우리가 알지 못하는 수수께끼도 많겠지만, 확실한 것은 출발점에 섰으며, 현재 과학과 기술과 함께 지금 진화 중에 있다는 것이라고 저자는 말한다.