세상에서 가장 쉬운 뇌과학 수업 - 내 머릿속에서 벌어지는 기막힌 사건들 처음 시작하는 쉽고 재밌는 뇌과학 이야기

쏟아지는 뇌과학책 속에서의 첫 선택!

입문자를 위한 가장 쉽고 재밌는 뇌과학 이야기

 

내 머릿속에서 벌어지는 기막힌 사건들!

AI가 대체할 수 없는 뇌의 능력과 복잡한 뇌를

한눈에 정리하는 가장 친절한 수업

 

서점가에 뇌과학 열풍이 이어지고 있다. 기억력과 집중력 향상, 감정 조절, 의식과 자아 탐구 등 뇌의 특정 기능과 주제를 파고드는 책들이 쏟아지지만, 막상 책장을 펼치면 복잡한 용어와 난해한 설명에 부담을 느끼는 이들이 적지 않다. 이번에 출간된 《세상에서 가장 쉬운 뇌과학 수업》은 이러한 진입 장벽을 낮춘 뇌과학 입문서다. ‘뇌과학은 어렵다’는 선입견을 깨고, 복잡한 개념을 일상의 언어로 풀어내 누구나 뇌의 본질에 다가갈 수 있도록 돕는다.

 

인공지능(AI)이 인간의 능력을 빠르게 재현하는 시대, 저자는 ‘인간이란 무엇인가’라는 질문에 답하기 위해 인간 이해의 핵심인 ‘뇌’를 탐구해왔다. 이 책은 ‘왜 우리는 편향된 생각을 할까?’, ‘공감과 확신은 어디에서 비롯될까?’, ‘중독은 왜 반복될까?’, ‘의식은 어떻게 형성되는가?’ 등과 같은 일상적 질문을 토대로 뇌의 작동 원리를 이야기처럼 풀어낸다. 복잡한 개념과 용어는 그림과 도표를 통해 더 친절히 설명되고, 기억 왜곡, 환지통, 확증 편향, 조현병과 알츠하이머병, 장애 등 주변에서 접할 수 있는 다양한 사례들을 통해 뇌과학의 세계를 입체적으로 조명한다.

이 책은 뇌를 ‘공부의 대상’이 아닌 ‘이해의 대상’으로 바라보게 한다. 흥미를 따라 읽다 보면 자연스럽게 뇌과학의 핵심을 이해하게 되고, 아직 밝혀지지 않은 영역이 더 많은 미지의 뇌과학 세계가 어떻게 연구되고 있는지 살펴봄으로써 AI 시대에 인간만이 지닌 고유한 능력과 ‘인간다움’이 무엇인지 다시 생각하게 한다.

뇌과학의 주요 용어에 관해 감수자 수인재두뇌과학 소장의 보충·보완 설명을 더해 입문자의 이해를 한층 탄탄히 했으며, 국내 최신 뇌과학 연구 동향도 함께 소개해 현재 연구 흐름까지 폭넓게 조망할 수 있도록 했다.

[목 차]

들어가며

감수의 글 뇌라는 미지의 세계로 떠나는 가장 친절한 안내서

 

1교시_뇌에 관해 좀 더 알고 싶다!

죽은 줄 알았던 뇌가 되살아났다?

인간과 동물의 뇌는 어떻게 다를까?

뇌는 소중하게 보호받고 있다

[뇌의 기능 ① 오감+α] 색이나 소리도 뇌가 만든 환각이다?

[뇌의 기능 ② 몸의 제어] 뇌는 몸의 사령탑이다

[뇌의 기능 ③ 생각] 생각이 이루어지는 메커니즘

[뇌의 기능 ④ 감정] 마음의 활동도 뇌가 결정한다?

뇌를 다치면 성격이 완전히 달라질까?

뉴런은 100종류가 넘는 화학 물질을 방출한다?

신경교 세포는 뇌의 보호자다

하품은 왜 전염될까?

기억은 어디에 보존될까?

번뜩이는 영감은 어디서 올까?

우뇌와 좌뇌의 역할은 어떻게 다를까?

약과 독은 종이 한 장 차이다

 

2교시_뇌는 수수께끼로 가득하다!

5,000년 전 파피루스에 담긴 뇌에 관한 기록

뇌과학과 심리학의 밀접한 관계

존재하지 않는 부위의 통증까지 느끼는 뇌

현미경의 발전과 그 성과

진화하는 실험과 과학자들의 업적

뇌파로 마음 상태를 알 수 있다?

뇌의 상태를 측정하는 다양한 방법

뇌가 걸리는 무서운 병

도파민의 역할과 도파민 이상

‘개성’과 ‘장애’의 모호한 경계선

뇌과학적 스트레스 해소법

밤에 커피를 마시면 왜 잠이 안 올까?

 

3교시_뇌의 가능성은 무한하다!

꿈은 왜 꾸는 걸까?

뇌 속을 흐르는 물은 어떤 일을 할까?

머리가 좋다는 것은 무슨 의미일까?

나이를 먹으면 정말 머리가 굳을까?

뇌 속 ‘틈새’의 역할은?

‘뉴런 이외’의 세포가 좋은 두뇌의 열쇠다?

아인슈타인과 보통 사람의 뇌는 어떻게 다를까?

머리를 좋아지게 하는 장치가 있다면?

AI를 넘어 성장하는 브레인테크 시장

뇌는 생각하기 ‘전에’ 이미 움직인다

최면술에 걸리는 원리는 무엇일까?

동물과 인간은 어떤 차이가 있을까?

인간다움이란 무엇인가?

슬퍼서 우는 것일까, 울어서 슬픈 것일까?

뇌과학으로 ‘마음’을 이해할 수 있을까?

내가 ‘나’라는 것을 어떻게 알까?

 

나가며

참고문헌

[본 문]

혈액 뇌 관문(뇌 혈관 장벽)은 글루탐산 같은 물질을 차단해 혈액을 통해 뇌로 들어가지 않도록 하는 것이다. 반면에 뇌의 유일무이한 에너지 성분인 포도당은 적극적으로 받아들이려는 메커니즘이 작용한다. 약도 선택받은 것만 지나갈 수 있다. 그런데 중요한 약일수록 뇌에 보내기 어렵다.

예를 들어 기껏 알츠하이머병에 효과 있을지 모르는 약을 발명하더라도 그것을 뇌에 전달하는 과제를 해결해야만 사용할 수 있다. 그렇다 보니 약학 연구 분야 중 약을 뇌에 전달하는 메커니즘을 전문적으로 연구하는 ‘약물 전달’ 분야가 따로 있을 정도다. 현재 매우 작은 나노 캡슐에 담아서 뇌에 전달하는 방법이라든가, 코를 통해 전달하는 방법 등 다양한 연구가 진행되고 있다.

반면에 알코올이나 카페인, 니코틴, 마약 등과 같이 뇌에 전달되지 않았으면 하는 물질은 잘 전달되니 참으로 얄궂다. 〈뇌는 소중하게 보호받고 있다〉 중에서

 

별 세포는 뉴런의 활동을 뒷받침하는 숨은 일꾼이다. 따라서 별 세포가 기분 상해 “나 이제 일 그만할래”라고 하면 뉴런은 난감한 상황에 처한다. 실제로 신경 질환과 정신 질환은 대부분 이 별 세포의 기능 부전이 원인이 되어 발생한다는 사실이 밝혀지기 시작했다.

게다가 뉴런이 방출한 신경 전달 물질에 활성화된 별 세포는 글리아 전달 물질이라는 독자적인 전달 물질을 통해 시냅스 전달의 효율을 변화시킨다는 사실도 밝혀지기 시작했다. 요컨대 뉴런과 별 세포는 밀접하게 상호작용하며, 별 세포가 신경 활동에도 관여할 가능성이 있다. 지금까지는 별 세포를 단순한 보조 역할로 생각했으나, 실제로는 뇌의 정보 처리에도 중요한 역할을 하고 있었던 것이다.

〈별 세포(성상 세포)는 뇌의 보호자다?〉 중에서

왜 잠을 잘 때 꿈을 꿀까? 뇌 속에는 현실 세계를 바탕으로 구축한 내부 모델이라는 세계가 존재한다. 그리고 이것이 예측이나 정보의 보완에 도움을 주는 것으로 여겨지고 있다.

인간은 태어날 때부터 시행착오를 반복하며 이 내부 모델을 구축하려 열심히 힘쓴다. 예를 들어 근육을 이렇게 움직이면 손이 어떻게 움직일 것이라든가, 공을 이 정도 힘으로 던지면 어떤 궤도를 그리며 떨어지리라는 것 등이다. 특히 시각 회로에는 뇌로 들어간 정보의 10배가 넘는 신호가 뇌에서 돌아와 정보를 보완한다는 이야기도 있다.

캄캄한 공간에 있으면 생생한 환각을 보거나 유체 이탈을 하거나 임사(臨死) 체험을 하는 것은 이 내부 모델의 이미지를 보았기 때문으로 여겨진다. 우리가 매일 꾸는 꿈도 이 뇌의 내부 모델 세계일지 모른다.

〈꿈은 왜 꾸는 걸까?〉 중에서

 

불필요한 시냅스가 제거되는 과정을 ‘시냅스 가지치기(synaptic pruning)’라고 한다. 어떠한 이유로 이 시냅스 가지치기가 정상적으로 진행되지 않은 것이 발달 장애로 생각된다. 남들보다 신경 회로의 수가 많고 복잡한 상태라고 할 수 있다. 뇌는 불필요한 신경 회로를 제거함으로써 에너지 절약을 실현한다. 건강한 뇌 기능을 위해서는 높은 에너지 효율이 필요하다. 그런데 발달 장애인의 뇌는 에너지 효율이 낮은 편이다.

한편 발달 장애 혹은 지적 장애를 안고 있는 사람 중에 ‘서번트 증후군(savant syndrome)’을 가지고 있는 사람도 있다. 그런 사람은 경이로운 기억력을 지녀 과거에 딱 한 번 본 거리의 모습을 건물 하나하나까지 그림으로 완벽하게 재현하는 등 천재적인 능력을 발휘한다. 이에 관해서도 아직 밝혀지지 않은 것이 많지만, 정상ㆍ장애ㆍ천재의 경계가 모호하다는 것은 분명하다.

〈‘개성’과 ‘장애’의 모호한 경계선〉 중에서

 

인간의 별 세포는 생쥐의 별 세포에 비해 훨씬 크고 복잡하다는 사실이 밝혀졌다. 인간의 별 세포에는 다양성도 있다. 당연히 인간과 생쥐가 공통적으로 가진 별 세포도 존재하지만, 인간과 침팬지 중 일부에게만 존재하는 별 세포도 있다. (…) 만약 정말 인간의 뇌에서는 별 세포가 대뇌 피질에 있는 뉴런의 활동을 종횡무진으로 중개하고 있다면, 전혀 관계없는 뉴런이 함께 활동하도록 유도해 시냅스를 형성시키거나 여러 영역의 신경 회로를 동시에 활성화해 뜬금없는 아이디어가 떠오르게 할 수도 있는 것이다.

〈‘뉴런 이외’의 세포가 좋은 두뇌의 열쇠다?〉 중에서

 

언뜻 생각하면 머리가 좋은 사람은 머릿속에 신경 회로가 가득 차 있을 것 같지 않은가? 나도 그렇게 생각했다. 그런데 연구 결과, IQ가 높을수록 신경 회로가 단순하다는 것이 판명되었다. 반면에 IQ가 낮은 사람은 신경 회로가 더 복잡했다.

나도 직감과 정반대 결과여서 놀랐다. 그런데 이 결과를 해석하면, 뇌과학적으로 볼 때 머리가 좋다는 것은 에너지 효율이 좋은 상태, 다시 말해 효율적으로 뇌를 작동시킬 수 있는 상태라고 할 수 있다. 이렇게 생각하면 이해된다.

〈뇌는 생각하기 ‘전에’ 이미 움직인다?〉 중에서