[목 차]
008 머리말 | 우리 몸의 지휘자, 뇌를 만나는 여행
012 묻고 답하고 | 뇌가 궁금해
1 신경세포는 무엇일까?
018 신경세포와 시냅스
020 뇌의 모양과 구조
022 우리 몸의 핵심, 대뇌피질
2 뇌 신경세포는 어떻게 정보를 전달할까?
028 신경세포의 특징
029 신경세포를 연결하는 시냅스
3 뇌는 우리 몸을 어떻게 움직일까?
036 우리 몸의 모든 움직임을 조절하는 대뇌 운동피질
038 팔다리 근육의 움직임이 일어나는 과정
039 뇌가 자세를 잡는 법
4 뇌는 감각정보를 어떻게 해석할까?
046 감각은 느끼고 운동은 명령하고
049 수업 시간, 뇌 속에는 무슨 일이 일어날까?
5 사람 뇌는 왜 다른 동물보다 뛰어날까?
057 사람의 뇌가 특별한 이유
058 베르니케영역과 브로카영역
060 친구와 대화할 때 우리 뇌는 무슨 일을 할까?
064 카톡 답장을 보낼 때 뇌 속에서 일어나는 일
6 사람 뇌는 어떻게 학습하고 기억할까?
072 학습과 기억이 저장되는 뇌의 해마 신경세포
076 단기기억과 장기기억
079 자전거 타는 법은 왜 평생 잊지 않을까?
7 내 머릿속 기억은 어떻게 ‘새로운 생각’이 될까?
084 세상에 없던 것을 만드는 힘
086 생각하고 창조하고 조절하는 뇌
8 뇌와 잠은 어떤 관계가 있을까?
093 똑똑한 뇌를 만드는 최고의 방법
094 뇌를 깨우는 신비한 빛의 신호
096 뇌세포를 쉬게 하는 비밀 버튼, ‘가바’와 ‘멜라토닌’
099 꿈을 꾸는 이유
9 뇌와 인공지능은 왜 닮았을까?
106 똑똑한 계산기에서 만능 일꾼으로
108 인공지능 컴퓨터의 개발
10 사람처럼 생각하는 인공지능은 가능할까?
116 생각과 창조 능력을 가진 인공지능
122 맺음말 | 뇌 여행을 마치며
[본 문]
뇌를 이해하려면 가장 먼저 신경세포를 알아야 해. 우리 몸은 세포로 이루어져 있어. 이 세포가 모여서 조직이 되고, 조직이 모여서 뇌나 심장 같은 기관이 되는 거야. 이 중에서 뇌는 약 1천억 개의 ‘신경세포’가 모여서 만들어진 기관이야.
_ p.18
신경세포는 다른 세포와 아주 다른 특징이 있어. 바로 ‘전기적인 흥분성’이 있다는 거야. 쉬운 말로 하면, ‘자극을 받으면 전기가 번쩍하고 일어나는 성질’이라고 생각하면 돼. 물론, 우리가 집에서 사용하는 전기와는 달라.
_ p.28
우리 몸 구석구석에서 느껴지는 감각 정보를 모아서 “이게 무슨 느낌이지?”라고 이해하는 신경세포들이 모인 곳이 바로 ‘감각피질’이야. 피부에 있는 수많은 감각 센서가 수집한 정보는 모두 대뇌 감각피질로 들어와서 해석되지. 뇌가 감각 정보를 이해한 다음 “이렇게 움직여!”라고 ‘운동피질’에 알려 주면, 비로소 우리 몸의 움직임이 만들어지는 거야.
_ p.46
대뇌 언어조절 신경세포는 두 종류가 있는데, 하나는 다른 사람 말의 의미를 감지해서 이해하는 역할을 하고, 다른 하나는 언어를 이해한 결과에 맞춰 적절하게 자신의 말을 하는 역할을 하지. 다른 사람 말의 의미를 이해하고 해석하는 신경세포들이 모여 있는 곳을 ‘베르니케영역’이라고 해. 독일 신경정신과의사인 베르니케가 발견해서 붙여진 이름이지.
_ p.59
우리는 어려서부터 많은 것을 학습하고 기억해. 학교에서 공부하는 것뿐 아니라 버스를 타는 법, 옷을 개는 법, 인사하는 법 등 수많은 것을 배우지. 이렇게 많은 것을 학습하고 기억할 수 있는 것은 우리 뇌에 해마라는 부위의 신경세포들이 잘 발달했기 때문이야.
_ p.72
‘전두전엽’은 오직 사람만 잘 발달한 뇌 부위야. 침팬지는 사람과 가장 비슷하게 동물이고 유전자가 98%나 같아. 하지만 이런 침팬지도 전두전엽은 발달하지 못했어. 전두전엽은 어떤 상황에 가장 적합한 행동을 하도록 판단해 주고, 복잡한 수학 문제를 풀 수 있도록 해 주지. 만약 교통사고로 이마를 크게 다쳐 바로 뒤에 있는 전두전엽이 다쳤다면 생각과 판단 능력에 문제가 생길 수 있어.
_ p.87
생각하고 말하는 인공지능의 능력은 점점 발전 중이야. 2017년에는 ‘소피아’라는 인공지능 로봇이 국제연합에서 국제 사회의 복잡한 문제에 대해 사람들과 토론을 가졌어. 소피아는 복잡한 국제 문제에 관한 질문을 아주 잘 이해하면서 전문가 수준의 해결책을 내놓았지. 인공지능과 사람이 대화와 토론을 할 수 있다는 것은, 사람만이 가졌다고 생각한 능력을 이제 인공지능이 갖게 된 것을 의미해.
_ p.112
인공지능은 아름다운 음악을 작곡하고, 멋진 그림을 그리며, 재미있는 소설까지 써내는 중이야. 창작
의 영역에서도 사람과 실력을 겨루는 걸 보면, 이제 인공지능은 우리와 아주 닮은 모습으로 진화하고 있다고 봐도 될 거야.
_ p.118
생각부터 기억까지, 뇌가 하는 모든 일!
우리 몸의 모든 활동은 뇌가 조절한다. 뇌는 신경세포와 시냅스를 통해 정보를 주고받으며, 몸의 각 기관에 명령을 내리고 감각 정보를 받아들인다. 운동피질은 걷기, 달리기, 글쓰기처럼 몸을 움직이는 일을 담당하고, 감각피질은 눈과 귀, 피부를 통해 들어온 정보를 분석해 적절한 판단과 행동으로 이어지게 한다.
사람의 언어 능력도 뇌의 중요한 기능이다. 다른 사람의 말을 이해하는 베르니케영역과 자신의 생각을 말과 글로 표현하는 브로카영역이 서로 협력하며 언어를 만들어 낸다. 우리가 대화를 나누거나 수업을 듣고 필기하고, 스마트폰으로 문자를 주고받는 과정에도 여러 뇌 영역이 함께 작동한다. 사람의 뇌는 이러한 언어 능력 덕분에 다른 동물보다 뛰어난 문화를 일굴 수 있었다.
뇌는 새로운 경험을 배우고 기억하며 끊임없이 변화한다. 해마에서 시작된 기억은 반복 학습을 통해 장기기억으로 저장되고, 몸으로 익힌 것은 오랫동안 뇌에 남는다. 서로 다른 정보를 연결하고 응용하는 뇌의 뛰어난 학습 능력은 인간이 언어와 문화를 발전시키고 문명을 이루는 밑바탕이 되었다.
컴퓨터는 단순한 계산기에서 시작해 기계학습과 딥러닝을 거치며 사람의 뇌를 닮은 인공지능으로 발전했다. 체스와 바둑에서 사람을 이기고, 사람과 자연스럽게 대화하며 글과 그림, 음악을 만들어 내는 수준에 이르렀다. 앞으로는 사람과 함께 생활하는 인공지능 로봇이 등장할 것으로 예상되며, 편리함과 함께 안전하게 활용하기 위한 준비도 중요해지고 있다.
‘리틀 히포크라테스’ 시리즈
인류의 역사와 더불어 시작된 의학은 질병에 시달리지 않고 건강하게 사는 방법을 연구하는 학문이다. 의학은 크게 ‘기초의학’과 ‘임상의학’으로 나눌 수 있는데 기초의학은 인체의 구조와 기능에 관한 기본적인 지식을 연구하고, 임상의학은 환자의 질병을 진단하고 치료하는 방법을 공부한다. 사람의 생명을 다루는 의학은 어렵고 힘든 일이지만 그만큼 보람이 크고 매력적이기도 하다.
최근 들어 의사가 되려는 어린이들이 늘면서 의학에 대한 관심도 높아지고 있다. ‘리틀 히포크라테스’ 시리즈는 어린이들이 인체와 생명의 소중함을 생각하고 의사라는 직업에 관심을 가질 수 있도록 의학의 각 분야를 안내하기 위한 목적으로 기획되었다.