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뇌 과학의 모든 역사

인간의 가장 깊은 비밀, 뇌를 이해하기 위한 눈부신 시도들

[ 양장 ]

매튜 콥 저/이한나 역 | 심심 | 2021년 09월 30일 | 원제 : The Idea of The Brain 리뷰 총점9.9 정보 더 보기/감추기

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품목정보

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발행일	2021년 09월 30일
판형	양장 도서 제본방식 안내
쪽수, 무게, 크기	620쪽 \| 1,008g \| 15022535mm
ISBN13	9791156758969
ISBN10	1156758963

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책소개

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추천의 말 들어가는 말 과거 1 심장 ─ 선사시대에서 17세기까지 심장과 뇌 사이에서 고뇌한 고대 철학자들│중세의 지식인들, 인간의 마음을 해부하다 2 힘 ─ 17세기에서 18세기까지 뇌는 기계장치인가│사유하는 물질을 둘러싼 철학적 논쟁들│뇌와 신체의 연결고리를 찾아서│18세기 독자를 사로잡은 금서, 《인간기계론》 3 전기 ─ 18세기에서 19세기까지 동물 전기 실험으로 감각의 근원을 파헤치다│인체로 옮겨온 전기자극 실험│신경의 활동 속도를 측정하다│‘배터리 이론’으로 탐구한 인간 마음의 원리 4 기능 ─ 19세기 뇌 기능은 국재화되어 있는가│ ‘브로카 영역’과 ‘베르니케 영역’의 발견│19세기의 비윤리적 실험과 위대한 발견들 5 진화 ─ 19세기 마음은 자연선택의 결과다│ 인간은 의식을 가진 기계인가 6 억제 ─ 19세기 몸과 마음을 통제하는 뇌│신경계 구성 요소에 관한 가설들 7 뉴런 ─ 19세기에서 20세기까지 신경세포설의 등장│뇌 기능 이해를 위한 구조적 틀│뇌 속의 특별한 연결, 시냅스 8 기계 ─ 1900년대에서 1930년대까지 신경계를 모방한 기계들│생리학계의 가장 위대한 업적, 뉴런의 반응 측정│신경 부호의 존재, 뇌에 수학적 사고를 도입하다 9 제어 ─ 1930년대에서 1950년대까지 신경 구조에 알고리즘을 도입하다│뇌의 연산 작용과 튜링 기계│인간의 뇌를 흉내 낸 기계들│마음의 본질을 찾아서 현재 10 기억 ─ 1950년대부터 오늘날 돌아온 국재화 논쟁│뇌 과학 역사상 가장 유명한 환자│실수로 발견한 머릿속 지도│기억의 매커니즘 11 회로 ─ 1950년대부터 오늘날 ‘할머니 세포’를 둘러싼 논란들│커넥톰의 탄생과 뇌 회로도 완성을 위한 분투│뇌 지도에 담길 미래 │구더기의 뇌를 구성하는 1만 개의 뉴런 12 컴퓨터 ─ 1950년대부터 오늘날 뇌 안의 얼굴 인식 네트워크│딥러닝 네트워크와 인간의 능력 차이│휴먼 브레인 프로젝트│뇌-컴퓨터 인터페이스의 진보 13 화학 ─ 1950년대부터 오늘날 신경전달물질, 뇌의 풍부한 화학적 세상│정신질환을 대하는 새로운 접근법의 등장│정신건강을 설명하는 유전자가 있을까 14 국재화 ─ 1950대부터 오늘날 더 선명한 뇌 촬영은 가능한가│혼란 속의 국재화 이론│거울뉴런의 등장과 인간 뇌의 놀라운 가소성 15 의식 ─ 1950년대부터 오늘날 뇌가 나뉘면 마음도 분리될까│의식을 만드는 뇌 부위 연구에 몰두한 신경과학자들│인위적으로 의식을 조종할 수 있을까│의식을 향한 과학적 접근 미래 뇌와 마음의 경계를 가를 수 있을까│뇌의 생물학적 연구가 중요한 이유│뇌를 이해하기 위한 미래의 다양한 시나리오 감사의 말 후주 그림 출처 찾아보기

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상세 이미지

저자 소개 (2명)

저 : 매튜 콥 (Matthew Cobb)

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맨체스터대학교 생명과학부 교수·동물학자. 후각의 작용 기제, 곤충의 행동, 과학의 역사를 주로 연구한다. 셰필드대학교에서 심리학과 유전학으로 박사학위를 받았다. 2021년 유전학의 중요한 주제를 폭넓게 해석하여 대중에게 흥미롭게 전달한 뛰어난 학자를 선정하는 JBS홀데인 강연상을 수상했다. 다수의 수상 경력이 있는 작가이자 번역가로도 활동 중인 그는 『생명의 위대한 비밀Life’s Greatest Secre... 맨체스터대학교 생명과학부 교수·동물학자. 후각의 작용 기제, 곤충의 행동, 과학의 역사를 주로 연구한다. 셰필드대학교에서 심리학과 유전학으로 박사학위를 받았다. 2021년 유전학의 중요한 주제를 폭넓게 해석하여 대중에게 흥미롭게 전달한 뛰어난 학자를 선정하는 JBS홀데인 강연상을 수상했다.

다수의 수상 경력이 있는 작가이자 번역가로도 활동 중인 그는 『생명의 위대한 비밀Life’s Greatest Secret』『세대Generation』『레지스탕스The Resistance』『팔월의 열하루Eleven Days in August』『냄새: 아주 짧은 소개Smell: A Very ShortIntroduction』 등 대중을 위한 인문서를 다수 집필했고 「러더퍼드와 프라이의 궁금한 이야기The Curious Cases of Rutherford & Fry」「 인사이드 사이언스Inside Science」「무한한 원숭이 우리The Infinite Monkey Cage」 등 BBC 라디오 과학 프로그램에 출연했다. 현재 [뉴 사이언티스트New Scientist]와 [가디언The Guardian]의 전문 논설위원이다.

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역 : 이한나

관심작가 알림신청 작가 파일

카이스트와 미국 조지아공과대학교에서 컴퓨터공학을 공부했다. 덕성여자대학교에서 심리학 학사를 받은 뒤 미국 UCLA에서 인지심리학으로 석사 학위를 받았다. 동 대학원 박사과정에 재학 중 번역에 입문하여 지금은 뇌 과학과 심리학 도서 전문 번역가로 일하고 있다. 옮긴 책으로 《뇌 과학의 모든 역사》《중독에 빠진 뇌 과학자》《긍정심리학 마음교정법》이 있다. 카이스트와 미국 조지아공과대학교에서 컴퓨터공학을 공부했다. 덕성여자대학교에서 심리학 학사를 받은 뒤 미국 UCLA에서 인지심리학으로 석사 학위를 받았다. 동 대학원 박사과정에 재학 중 번역에 입문하여 지금은 뇌 과학과 심리학 도서 전문 번역가로 일하고 있다. 옮긴 책으로 《뇌 과학의 모든 역사》《중독에 빠진 뇌 과학자》《긍정심리학 마음교정법》이 있다.

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책 속으로

이 책은 지금은 잊힌 이들을 포함하여 뛰어난 천재들이 어떠한 과정을 거쳐 뇌가 생각을 만들어내는 기관이라는 사실을 규명하고 본격적으로 뇌의 기능을 증명하기 시작했는지, 그 수백 년간의 발견에 관한 이야기다. 더불어 뇌가 무엇을 하는지 알아내기 위해 노력하며 발견한 굉장한 사실들과 이 같은 통찰을 이끌어낸 기발한 실험들을 소개한다. --- p.19 이 책은 신경과학의 역사가 아니며, 뇌 해부학이나 생리학의 역사도, 의식에 관한 연구의 역사도, 심리학의 역사도 아니다. 이러한 내용을 일부 담고 있기는 하지만 내가 이야기하는 역사는 두 가지 측면에서 조금 특별하다. 첫째, 나는 뇌가 무슨 일을 어떻게 하는지를 둘러싼 과거부터 현재까지의 다양한 생각을 실험적 근거에 초점을 맞추어 이야기하고자 한다. 이는 개별적인 분과 학문의 역사를 들려주는 것과는 분명한 차이가 있다. 또한 ‘실험적 근거’는 이 책이 인간의 뇌만을 다루는 것이 아님을 의미한다. 포유류건 아니건, 다른 동물의 뇌도 인간의 머릿속에서 무슨 일이 벌어지고 있는지 이해하는 데 실마리를 제공했다. --- p.22 이 같은 관점에서 보면 구성하는 세포의 수가 수백억 개이고 마음이라는 신비로운 감각을 만들어내는 믿을 수 없는 기이한 능력을 갖춘 인간의 뇌를 제대로 이해하는 일은 도저히 실현 불가능한 꿈처럼 느껴진다. 하지만 과학은 이러한 목표를 이룰 수 있는 유일한 수단이며 결국은 이루어내고야 말 것이다. --- p.27 아리스토텔레스는 심장은 우리가 감정을 느끼는 동시에 활동량이 변화하지만 뇌는 아무리 보아도 별로 하는 일이 없지 않느냐고 지적했다. 심장은 우리가 다양한 감각을 느끼기 위해 반드시 필요한 혈액의 원천인 반면 뇌는 자체적으로 혈액을 전혀 담고 있지 않다고도 주장했다. 나아가 그의 주장에 따르면 심장은 모든 대형 동물에게 있지만 뇌는 고등동물들만의 전유물이다. 마지막으로 차갑고 움직임이 없는 뇌와는 달리 온기가 있고 움직임이 있다는 사실이야말로 심장이 생명의 핵심 요소를 지니고 있는 증거라고 덧붙였다. 뇌와 생각 사이의 연결성을 증명해줄 어떠한 실질적인 근거도 없었으므로 아리스토텔레스의 논리적인 주장은 당대 사람들에게 코스 의학전문학교에서 제작한 문헌들만큼이나 타당한 것으로 받아들여졌다. 뇌와 심장 중 무엇이 생각의 근원인지는 더 다툴 여지도 없었다. 지구 곳곳에서는 계속해서 전과 다를 바 없는 삶이 이어졌다. 대부분의 사람들에게 여전히 생각은 심장에서 비롯된 것이었다. --- pp.44~45 인간이 사고하는 데 있어 뇌가 어떤 역할을 하는지 이해하기 위한 이 모든 시행착오는 사상가들이 심장이 아닌 뇌가 핵심 기관임을 깨닫는 과정이 결코 어느 한 순간의 ‘뇌 중심적 통찰’에 의해 이루어지지 않았다는 사실을 여실히 보여준다. 누가 보더라도 심장에 비해 훨씬 복잡하게 생긴 뇌의 특성은 생각과 감정이 뇌에 위치해 있으리라는 점을 강력하게 시사했지만, 관습의 무게와 일상 속 경험의 힘 탓에 16세기와 17세기의 가장 위대한 사상가들조차 이와 전혀 상반되는 관념을 지닐 수밖에 없었다. --- p.60 사유하는 물질을 둘러싼 18세기의 논쟁에 가장 악명 높은 의견을 더한 인물은 또 다른 부르하버의 학생, 프랑스인 쥘리앵 오프루아 드 라 메트였다. 1747년, 라 메트리는 몸과 마음에서 일어나는 모든 일을 물질의 작용으로 설명할 수 있다며 인간의 마음과 육체를 바라보는 새로운 방식을 제시하는 《인간기계론》이라는 문헌을 발표했다. 라 메트리는 “영혼의 모든 능력은 뇌 및 전신의 특정 조직 구조에 너무나도 많이 의존하고 있어서 그 조직 자체라고 해도 과언이 아니”라고 주장했다. 그의 관점에서 사유하는 물질은 실존하며, 그것이 바로 뇌였다. --- p.84 19세기 초엽, 알디니는 여러 유럽 도시를 돌며 일련의 섬뜩한 실험들을 진행했으니, 바로 볼타의 배터리를 사용해 전기가 동물의 몸, 특히나 인간의 사체를 움직이게 만드는 힘이 있음을 보여주는 충격적인 실험이었다. 그중 가장 널리 알려진 사건은 1803년 1월 런던에서 아내와 아이를 수로에 빠뜨려 죽인 혐의로 한 시간 전에 교수형을 당한 조지 포스터의 시신을 대상으로 했던 것이었다. 영국왕립외과대학의 몇몇 의사들이 보는 앞에서 알디니가 사체의 머리에 전극을 부착하자 포스터의 왼쪽 눈이 떠지고 얼굴이 일그러졌다. 「타임스」에는 다음과 같은 짤막한 기사가 실렸다. “이후 이어진 절차에서는 오른손이 번쩍 들어 올려져 주먹을 꽉 쥐었으며 다리와 넓적다리가 움직였다. 무지한 목격자들에게는 이 비참한 남자가 금방이라도 다시 생명을 되찾으려는 것처럼 보였다.” --- p.104 비록 뇌의 기능을 이해하는 데는 물론 컴퓨팅의 역사에도 아무런 영향을 미치지 못했고 극소수의 역사학자를 제외하고는 스미를 기억하는 이가 없지만, 인간의 사고를 기계적 활동으로 표상하려고 했던 그의 야심만은 주목할 만하다. 그는 뇌와 마음, 전기적 활동이 서로 밀접하게 연결되어 있다는 의견을 받아들여 뇌가 사유하는 물질이라면 기계 또한 사유할 수 있거나 적어도 뇌와 같은 방식으로 기능할 수 있다고 자신만만하게 주장했다. (.…) 19세기 중반에 이르자 뇌의 구조가 기능 그리고 인간의 성격과 관련되어 있을지 모른다는 가설이 대중들의 마음속에 깊이 뿌리내리게 되었다. --- p.121 흥미를 느낀 페리어는 게이지의 사례를 재검토했다. 그리고 20년 전 게이지를 돌보았던 의사 존 할로John Harlow가 1868년 보고서에 간략하게 기록한 사고 전후 게이지의 행동 양상에 관한 사소한 정보를 읽고 큰 충격을 받았다. 게이지가 “가장 효율적이고 유능한 현장감독”에서 이른바 “변덕스럽고 부적절한 행동을 일삼으며 이따금씩 제멋대로 아주 무례한 욕설을 퍼부어대는” 사람으로 변해버렸고, 지인들이 그를 두고 “더 이상 게이지가 아니다”라고 말했다는 것이다. 이러한 묘사들은 지금은 게이지의 사례를 소개할 때면 으레 따라붙는 이야기가 되었지만 페리어가 알아차리기 전까지는 어느 누구도 주목하지 않았다. 그러나 이야기의 출처와 신빙성에 대해서는 알려진 바가 없다는 점에 주의해야 한다. 사건이 있고 나서 수십 년 뒤에나 세간에 알려진 이 모호하고 지극히 일화적인 설명만이 게이지의 성격이나 행동에 무언가 변화가 있었음을 암시하는 유일한 자료였지만 이는 페리어가 확신을 얻는 충분한 계기가 되었고, 그는 이제 사고 후 “게이지가 더 이상 게이지가 아니었다”는 주장과 더불어 게이지가 다른 사람들하고 좀처럼 잘 어울리지 않으며 충동적인 성향이 강해졌다는 진술이 핵심인양 강조하기에 이르렀다. --- p.148 1840년에 다윈은 자신이 소장한 뮐러의 《생리학의 기초Elements of Physiology》에 “유전적으로 형성된 뇌의 구조가 본능을 야기하는 것이 틀림없다. 이러한 구조는 적응적으로 형성된 다른 모든 구조물과 마찬가지로 환경에 따라 개량될 여지가 있다”는 글귀를 써넣었다. 다윈은 만약 뇌가 생각을 만들어낸다면 뇌의 구조와 그로부터 비롯된 생각의 유형 사이에 분명 연관성이 존재할 것이라는 사실을 알아차렸는데, 이는 곧 자연선택이 뇌의 구조를 변형시킴으로써 마음과 행동 양상을 변화시킬 수 있음을 의미했다. 본능적인 행동뿐만 아니라 원론적으로 인간의 마음이 어떻게 생겨났는지까지 설명할 수 있는 접근법이었다. 이러한 관점에서 본다면 뇌와 뇌에서 비롯된 행동은 여느 기관들과 다를 바가 없었다. 실제로 다윈은 필기장에 생각이란 ‘뇌의 분비물’로 ‘간의 담즙과 같은 기능’이라고 쓰기도 했다. --- p.152 어느 누구도 어떻게 뇌의 활동으로부터 의식이 생겨나는지 설명할 엄두조차 내지 못했다. 그럼에도 몇몇 과학자들은 추론을 멈추지 않았다. 그리고 1860년, 독일의 생리학자 구스타프 페히너는 뇌 과학의 역사상 가장 과감하고 놀라운 예측을 하나 해냈다. 마음의 단일성이 뇌의 구조적 완전성에서 나온다고 주장했던 것이다. 이는 곧 뇌의 두 반구를 연결해주는 뇌량이라는 구조물을 절개해 뇌를 두 개로 분리한다면, 하나가 아닌 두 개의 마음을 가지게 되리라는 점을 시사했다. 페히너는 처음에는 그 두 개의 마음이 동일할 터이지만 새로운 경험들이 쌓이면서 점차 제각기 다르게 변해갈 것이라고 말했다. 이렇듯 극적인 가설에 대한 검증이 이루어질 수 있게 된 것은 그 뒤로도 한 세기가 더 지나 미국에서 정신외과를 도입하면서부터였다. --- p.155 프로이트는 뇌의 기능으로는 심리학을 설명할 수 없다고 믿었다. 1915년에 그는 “정신활동이 다른 어떤 기관들의 기능도 아닌 뇌의 기능과 밀접하게 관련되어 있다는 반박할 수 없는 증거”가 있음을 인식했지만 자신의 심리학 이론은 “정신 기제의 영역들과 관련되어 있는 것이지 신체 내 이들의 해부학적 위치에 대한 것이 아니다”라는 의견을 고집했다. 또한 1916년에는 “불안을 심리학적으로 이해하는 데 신경의 흥분이 전달되는 경로에 대한 지식만큼 흥미를 끌지 않는 것은 존재하지 않는다”고도 명시했다. 1923년에 쓴 《자아와 원초아Das Ich und das Es》에서 프로이트는 자신이 만들어낸 심리적 개념인 자아와 피질 내의 신체적 표상 사이에 ‘해부학적인 유사성’이 있음을 시사했지만 이러한 사실은 그의 심리학 이론에는 아무런 영향도 미치지 않았으며, 그의 이론은 대뇌의 병변과 특정한 정신장애가 서로 상응 관계에 있을 가능성에 대한 어떠한 예측을 담고 있지도 않았다. --- p.177 문제에 대한 답은 1873년에 이탈리아의 해부학자 카밀로 골지가 실험실에서 작은 사고를 일으키면서 분명해졌다. 그는 사전에 다이크로뮴산칼륨으로 경화시켜둔 조직편 위에 질산은을 약간 흘리고 말았다. 그러자 곤란하게도 두 화학물질이 반응하면서 조직이 검게 변해 엉망이 되어버렸다. 그런데 현미경으로 표본을 찬찬히 살피던 골지는 신경세포의 극히 일부만이 염색되었으며 오히려 검은 실루엣이 밝은 배경에 대비가 되면서 아주 세밀한 부분들까지 구별할 수 있게 되었다는 사실을 발견했다. 역설적이지만 아주 적은 세포들만이 염색되었다는 사실은 단일한 신경세포의 구조를 정확하게 묘사하는 일이 가능해졌음을 의미했다. --- pp.192~193 오늘날에는 유전자나 뉴런의 조직구조에 일종의 부호가 담겨 있다는 개념이 비교적 뻔하게 여겨진다. 학령기 아동들은 유전부호를 배우고 신경과학을 전공하는 학생들은 다양한 형태의 신경 부호들을 탐구한다. 하지만 에이드리언이 글을 썼던 1930년대 초만 해도 이러한 발상은 뉴런이 어떤 일을 하고 뇌가 어떻게 기능하는지에 있어 완전히 새로운 접근방식이었다. 이는 전에 없던 새로운 연구 영역으로 향하는 길을 제시해주었다. 즉 메시지에 부호가 담겨 있다면 그 부호를 해석함으로써 뉴런이 뇌에 어떤 이야기를 전달하는지 밝히는 일도 가능할 터였다. 부호 안에 무엇이 담겨 있는지에 대한 완전한 해답을 찾을 수 있는 정밀한 연구가 전무했던 에이드리언은 비록 독창적인 생각은 아니지만 이와는 다른 형태의 관념으로 부호와 메시지에 접근을 시도했다. 그가 내놓은 답은 바로 신경의 메시지에 정보가 담겨 있다는 것이었다. --- p.242~243 이 모든 접근법 뒤에서 아른거리다 마침내 1943년에 열매를 맺은 발상이 있었으니, 바로 앨런 튜링이 고안한 개념이었다. 1936년, 당시 24세였던 튜링은 연산 가능한 것이라면 무엇이든 연산할 수 있는 인공장치에 대한 논리가 담긴 논문을 썼다. 그 무렵 막 프린스턴대학교에서 튜링과 함께 일하며 그와 유사한 생각을 전개하던 알론조 처치는 이 가상의 장치에 친절하게도 ‘튜링 기계’라는 별명을 붙여주었다. 상상 속의 튜링 기계는 기호가 적힌 네모 칸으로 나뉘어진 긴 테이프, 한 번에 한 개의 네모 칸을 처리할 수 있는 스캔헤드, 그리고 각각의 기호에 대해 어떻게 반응해야 할지 알려주는 규칙으로 구성되어 있었다. 이론적으로 이 기계는 계산이 가능한 것이라면 뭐든 계산할 수 있었으며, 이론적으로 여기에는 다른 기계를 흉내 내는 일도 포함되었다. --- p.260 래슐리의 반국재화적 견해가 힘을 잃게 만든 이 모든 발견은 래슐리의 제자 중 한 명이었던 캐나다의 심리학자 도널드 헵의 생각과 정확하게 일치했다. 1949년, 헵은 뇌가 어떻게 기능하는가를 이해하기 위한 현대의 생물학적 기틀을 닦아준 핵심 요소들이 담긴 《행동의 조직The Organization of Behaviour》을 발표했다. 그는 마음은 그저 뇌 활동의 산물이라는 철저하게 유물론적인 관점에서 출발했다. 그는 이 같은 관점이 어디까지나 ‘잠정적인 가정’일 뿐임을 인정했지만, 이원론을 받아들여 마음과 뇌가 구별되어 있으며 각기 다른 것으로 구성되어 있다고 여겼던 과학자들이나 마음의 본질은 결코 알 수 없으리라 주장했던 이들과는 분명하게 거리를 두었다. 그러한 비관론에 대한 헵의 반응은 확고했다. “우리가 어떤 문제를 푸는 데 실패했다고 해서 그 문제 자체가 해결 불가능한 것은 아니다. 물리학과 화학과 생물학에서는 결정론을 따르면서 유독 심리학에서만 신비주의를 표방한다는 것은 논리적으로 말이 되지 않는다.” --- p.292 1982년에는 DNA 이중나선의 공동 발견자 프랜시스 크릭이 뉴런에서 신호를 받는 부위인 가지돌기에서 작게 뻗어 나온 가지돌기 가시라는 구조물이 학습 과정에서 자신의 형태를 바꿈으로써 시냅스 활동에서 핵심적인 역할을 할 가능성을 제기했다. 가지돌기 가시가 중요하다는 점에서는 크릭의 주장이 옳았지만 사실 정확한 작용 기제는 그가 상상했던 것보다 훨씬 단순한 것으로 밝혀졌는데, 장기 기억이 형성될 때면 기존의 가시가 형태를 바꾸는 대신 새로운 가시가 자라나 새로운 시냅스 연결이 이루어지는 방식이었다. --- p.315 1960년대 후반에서 1970년대 사이에 고양이의 뇌를 대상으로 한 연구들이 이 같은 구조 중 상당수가 실제 경험을 필요로 한다는 사실을 밝혀냈다. 일례로 케임브리지의 생리학자 콜린 블레이크모어를 비롯한 연구자들이 진행한 실험 결과, 세로 줄무늬로만 구성된 환경에서 길러진 고양이는 가로 줄무늬를 탐지할 수 없게 된다는 것이 드러났다. 일반적으로 가로 줄무늬에 반응하는 뇌세포들이 발화하지 않았기 때문이다. 이러한 효과는 행동에도 실질적으로 영향을 끼쳤는데, 블레이크모어는 가로 줄무늬만으로 이루어진 환경에서 길러진 새끼고양이가 상하로 흔들거리는 막대기를 무시하는 모습을 보였다고 보고했다. 이 고양이는 말 그대로 세상 속에서 수직이라는 존재를 볼 수 없었던 것이다. --- p.323 1980년대 이후로는 초파리 종을 비롯한 유기체의 유전자를 효율적으로 연구하고 조작할 수 있는 분자 기법이 발달함에 따라 뇌 연구에 임하는 우리의 능력에도 변화가 생겼다. 새로운 도구들 덕택에 과거에는 꿈도 꿀 수 없었던 방식으로 뉴런과 그 조직 체계를 시각화할 수 있게 되었다. 뇌와 신경계에 대한 새로운 지도가 그려졌고, 가장 최근에는 뉴런의 형태가 아니라 발현되는 유전자에 근거하여 기존에는 전혀 예상치 못했던 뉴런의 유형을 밝힐 수도 있게 되었다. 척추동물의 발달 표본으로서 제브라피시처럼 완전히 새로운 유기체가 집중적인 연구의 대상으로 자리 잡았다. 특정 유전자를 삭제한 이른바 ‘녹아웃’ 생쥐부터 초파리의 체내 시스템에 이르기까지 사실상 어떠한 유기체의 어느 조직에서든 연구자가 원하는 특정 유전자를 발현시킬 수 있도록 뉴런을 조작할 수 있는 새로운 방법들이 생겨났다. --- p.333 단순한 신경계조차도 어떻게 기능하는지를 이해하기란 엄청나게 어려운 도전 과제이다. 매더의 연구팀은 정확히 동일한 회로도를 갖춘 같은 종의 게일지라도 패턴 발생기가 산성 변화에 대해 제각기 다른 반응을 보이며, 똑같은 커넥톰을 가지고 똑같은 발달 상태에 있는 예쁜꼬마선충도 굶주림에 대한 반응으로 나타내는 전기적 시냅스의 활동이 개체마다 다르게 변화함으로써 행동상의 가소성과 제각기 다른 반응을 낳게 된다는 사실을 보여주었다. 선충은 로봇처럼 생긴 동일한 구조를 가지고 있지만 똑같은 회로도로 이루어진 기계와는 달리 정확히 같은 방식으로 행동하지 않는다.

--- p.348

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출판사 리뷰

2020 영국 최고의 논픽션 베일리 기포드상 최종 후보! [선데이 타임스] [텔레그래프 사이언스] 선정 올해의 책 [더 타임스] [월스트리트 저널] [커커스 리뷰] 추천 뇌에 관한 인간의 지식은 어디까지 발전했는가 그럼에도 왜 여전히 ‘모른다’라고 말하는 것이 가장 진실에 가까운가 뇌에 대한 연구는 이미 SF영화에서나 볼 수 있던 수준으로 발전했다. 2009년, MIT의 어느 연구팀은 생쥐의 편도체에서 학습 과제를 수행하는 중 높은 수준의 단백질을 발현시켰던 세포들을 선택적으로 제거했다. 그러자 생쥐는 자신이 학습한 것을 잊어버렸다. 기억이 삭제된 것이다. 광유전학의 발달로 연구자들은 생쥐의 기억을 더욱 깊이 조작할 수도 있게 되었다. 어떤 연구자들은 광유전학 기법으로 쥐의 뇌에 거짓 기억을 심거나 완전히 새로운 기억을 만들어내기도 했는데, 그 결과 쥐는 생전 처음 접하는 냄새를 기억하는 모습을 보였다.(315쪽) 그러나 이것이 이제 우리에게 불가능이 없다는 뜻은 아니다. 읽고도 믿기 힘든 이러한 실험 결과들만 놓고 보면 이미 뇌의 비밀을 푸는 열쇠에 가까이 다가선 것 같지만, 저자는 뇌의 실체를 밝히려는 수백 년 간의 노력과 그 과정에서 발견한 사실들, 그리고 이 같은 통찰을 이끌어낸 기발한 실험들을 소개하면서도 여전히 인간은 뇌에 관해 아는 것보다 모르는 것이 훨씬 많으며 ‘우리는 모른다’라는 명제가 가장 진실에 가깝다고 말한다. 그렇다면 우리는 뇌를 영원히 이해할 수 없는 것일까? 마음의 본질은 무엇일까? 뇌는 어떻게 생각을 만들어내는가? 선사시대에서 현대까지 뇌를 이해하기 위한 눈부신 시도들 《뇌 과학의 모든 역사(원제: The Idea of The Brain, 심심刊)》는 지금은 잊힌 이들을 포함하여 당대 뛰어난 과학자들의 치열한 논쟁과 기발한 실험 들을 살펴봄으로써 이들이 어떠한 과정을 거쳐 뇌가 생각을 만들어내는 기관이라는 사실을 규명하고, 뇌의 기능을 증명했는지에 관해 이야기한다. 맨체스터대학교의 생명과학부 교수이자 동물학자인 매튜 코브는 이 책에 선사시대에서 21세기에 이르기까지, 생각과 마음의 기원을 탐색하는 뇌 과학의 방대한 역사를 담았다. 이 책에서 그는 뇌 과학의 역사를 과거와 현재, 미래로 나누어 수백 년간 우리가 뇌에 대해 알게 된 사실을 시대순으로 정리하며, 인류가 뇌를 이해하는 방식의 변천사와 빛나는 통찰을 지적일 뿐만 아니라 유머러스하게 풀어낸다. 뇌 자체는 물론 뇌 과학과 인류에 깊은 경이감을 느끼게 해주는 이 책은 가장 뛰어난 논픽션 작품을 뽑는 영국 베일리 기포드상 2020년도 최종 후보에 오르기도 했다. 뇌 과학자 정재승은 “뇌 과학 책들이 범람하면서도, 정작 뇌 과학의 역사를 제대로 다룬 책이 없었다는 점에서 이 책은 출판계나 학계 모두에 각별히 소중하다”고 말했다. 이 책은 신경과학의 역사가 아니며, 뇌 해부학이나 생리학의 역사도, 의식에 관한 연구의 역사도, 심리학의 역사도 아니다. (…) 나는 뇌가 무슨 일을 어떻게 하는지를 둘러싼 과거부터 현재까지의 다양한 생각을 실험적 근거에 초점을 맞추어 이야기하고자 한다. 이는 개별적인 분과 학문의 역사를 들려주는 것과는 분명한 차이가 있다. 또한 ‘실험적 근거’는 이 책이 인간의 뇌만을 다루는 것이 아님을 의미한다. 포유류건 아니건, 다른 동물의 뇌도 인간의 머릿속에서 무슨 일이 벌어지고 있는지 이해하는 데 실마리를 제공했다. (…) 나는 뇌란 무엇이며 뇌가 어떤 일을 어떻게 하는지 숙고해보고, 무엇보다 뇌에 비유할 만한 새로운 기술이 부재한 상황에서도 앞으로 어떻게 나아갈 수 있을지 생각하는 계기를 만들어보고자 했다. 이 또한 이 책이 단순한 역사책 이상인 이유이며, 결과적으로 과학에서 가장 중요한 말은 ‘우리는 모른다’라는 점을 강조하는 대목이다. (22~28쪽) 아리스토텔레스, 갈릴레이, 데카르트를 거쳐 AI와 최신 신경과학 연구까지 우연한 발견과 논란, 무너진 가설들로 가득한 흥미진진한 여정! 1부 ‘과거’에서는 심장 중심 관점에서 시작해 과학의 점진적인 발전을 따라 17세기에서 20세기에 이르기까지 뇌를 바라보는 사람들의 관점 변화를 서술한다. 2부 ‘현재’에서는 지난 70여 년 동안 뇌를 컴퓨터에 비유하면서 뇌에 대한 우리의 지식이 어떻게 발달했는지를 다룬 뒤, 사실상 한편에서는 이제 우리가 뇌를 알아가는 일에서 교착 상태에 이르렀음을 느끼고 있다는 결론을 내린다. 3부 ‘미래’에서는 지금까지 이어진 뇌에 관한 연구들이 가진 한계와 우리가 직면한 문제들을 살펴본다. 그리고 저자는 말한다. 수백억 개의 세포로 구성된, 마음이라는 신비로운 감각을 만들어내는 기이한 능력을 갖춘 인간의 뇌를 제대로 이해하는 일은 도저히 실현 불가능한 꿈처럼 느껴진다고. 하지만 과학은 이러한 목표를 이룰 수 있는 유일한 수단이며 결국은 이루어내고야 말 거라고. 과거의 사상가들이 뇌의 기능을 알아가는 과정에서 어떤 어려움을 겪었는지 이해하는 것 또한 우리가 목표를 이루기 위해 지금 반드시 해야 하는 기초 작업이다. 현재의 무지를 과거에 겪었던 패배의 흔적이 아니라 앞으로 무엇을 발견해야 하는지, 또 그 해답을 구하기 위한 연구 프로그램을 어떻게 개발할 것인지를 알려주는 도전의 대상으로 보아야 한다. (27쪽) 과거에도 뇌 연구자들이 어떤 방향으로 나아가야할지 길을 잃은 때가 있었다. 의식의 본질을 설명할 수 있는 날은 절대로 오지 않으리라 단정하는 연구자도 많았다. 지금까지도 우리는 여전히 의식의 발생 기제를 알지 못하지만 그래도 과학자들은 전보다 자신 있게, 이것이 아무리 거대한 도전일지라도 언젠가는 그 비밀이 풀리리라 말하게 되었다.

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올해의 책 추천평 (2개)

매년 진행되는 올해의 책 선정 행사에서 고객님들이 직접 작성해주신 추천평입니다.

2021

뇌과학의 과거와 현재, 미래를 짚어보며 자른 지식을 얻을 수 있는 책이다

t*********d | 2021.10.31

2021

사람들이 시대별로 뇌를 어떻게 인식했는지 알아볼 수 있어 흥미로웠어요

d******k | 2021.10.30

처음 이전 1 다음 끝

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종이책 주간우수작 [서평] 뇌 과학의 모든 역사

평점10점 | YES마니아 : 플래티넘 b****4 | 2021-10-29 | 신고

뇌는 우리 인류가 완전히 정복하지 못한 미지의 영역 중 대표적인 세계이다. 어쩌면 우리가 속한 거대한 우주에 대해 무지한 것 그 이상으로 인류는 저마다 갖고 있는 뇌에 대해서 알지 못하지 않을까. 그럼에도 우리 인류는 베일에 가려져있던 뇌의 매커니즘에 대해 조금씩 접근하고 있다. 다양한 사고 실험이나 신호로 자극을 주어 일정 행동을 제어하고 우리가 밝... 더보기

원문주소 : https://sarak.yes24.com/review/15320628

뇌는 우리 인류가 완전히 정복하지 못한 미지의 영역 중 대표적인 세계이다. 어쩌면 우리가 속한 거대한 우주에 대해 무지한 것 그 이상으로 인류는 저마다 갖고 있는 뇌에 대해서 알지 못하지 않을까. 그럼에도 우리 인류는 베일에 가려져있던 뇌의 매커니즘에 대해 조금씩 접근하고 있다. 다양한 사고 실험이나 신호로 자극을 주어 일정 행동을 제어하고 우리가 밝혀낸 사실들을 기반으로 우리가 왜 그렇게 생각하고 어떻게 행동하는지 일부 단서를 알게 될 때마다 놀라움의 연속이었다. 그러나 신경과학이나 생리학적으로 뇌는 과학에 무지한 나에게는 이해하기에 너무나 어려운 영역이었다. 충분히 흥미롭고 더 알고 싶은 분야지만 진입 장벽이 높아 도전하기 쉽지 않았다. 그럼에도 이 책은 오롯이 최근에 밝혀진 뇌의 작동 원리에 대한 이야기만이 아니었고 우리가 뇌를 어떻게 바라보고 이해하는지에 대한 역사적 흐름과 발전 양상에 대한 이야기인 동시에 우리가 뇌를 어떻게 바라보아야 하느지에 대한 관점을 다르게 바라볼 수 있도록 도와주어 어렵다고만 생각했던 과학 분야의 책이라기보다는 우리가 생각할 거리를 많이 던져주는 철학책인 동시에 스스로가 누구인지 끊임없이 밝히기 위해 도전해온 흥미로운 역사서이기에 보다 친근하게 다가온다.

‘뇌를 더 잘 이해하게 되지는 않을지 몰라도 뇌의 사고력 자체는 한결 풍부해질 것이다’라는 추천사처럼 책을 다 읽은 후에도 사실 완전히 이 책의 모든 내용을 이해했다고 보기는 어렵겠다. 하지만 뇌를 기능적인 측면만 바라보려고 했던 시각에서 벗어나 사고의 과정 전체로, 마음과의 관계, 영혼의 문제 등으로 보다 폭넓게 바라볼 수 있는 시야를 트여준다. 우리가 흔히 뇌라고 했을 때 떠오르는 관념들을 부수고 열린 시각을 가질 수 있도록 새로운 의견을 적극 제시한다. 가장 인상적이었던 건 서문에서도 저자가 서술했듯 우리는 밝혀내지 못한 뇌의 비밀을 설명하기 위한 비유로 뇌를 통해 우리가 발명해낸 시대별 최신 기계의 매커니즘을 든다는 점이다. 처음 기계를 발명해낸 17세기에는 수차 등 단순한 기계 원리로 우리 뇌의 구조와 기능을 비유해 설명하려했다면 그 이후로는 전신망, 전화 교환국, 지금에 와서는 컴퓨터에 이르기까지 우리는 뇌를 바라볼 때 우리가 창조해낸 기계로 치환해 설명하고 기계가 고도화될수록 그것의 작동 방식에 빗대 우리 뇌를 바라보려 했다는 점이다. 덕분에 뇌에 대한 우리 지식은 오랜 세월에 거쳐 크게 발달했으나 그와 동시에 교착 상태에 빠졌고 우리의 사고 방식과 대상을 스스로 제한해버렸다는 저자의 인식에 큰 자극을 받을 수밖에 없었다. 뇌를 컴퓨터에 비유하는 건 얼마나 흔하게 들어온 수식어인가. 그러는 사이 우리도 모르게 뇌는 컴퓨터처럼 작동하리라고 은연중에 믿게 되고 이는 우리의 사고 방식을 제한하게 된다는 것이다. 미래에 또 우리가 새로운 기술을 발견하게 되면 그것에 빗대어 우리 뇌를 설명하려 하지 않을까. 분명 그럴 것이다. ‘뇌는 디지털이 아니라는 것’ 미처 현대에 살고 있는 우리가 간과한 건 아닐까.

뇌가 무슨 일을, 어떻게 하는 지에 관한 다양한 생각에 대한 이야기가 책 내용의 주를 이루는데 과거, 현재, 미래 3부로 나누어져 있다. 1부인 과거에서는 선사시대부터 힘, 전기, 진화 등을 거쳐 우리에게 익숙한 신경세포의 뉴런 상호작용, 알고리즘, 기억력, 화학 반응으로 신경전달물질 등에 이르기까지 우리 인류가 오랜 기간 차곡차곡 쌓아올린 뇌 과학의 역사를 훑어보며 성취해낸 흥미로운 이야기들을 실험적 근거로 하나하나 살펴볼 수 있는 기회를 제공해주며 2부에서는 현재 우리 뇌과학자들이 어떤 분야를 연구하고 있으며 특히 의식에 관해 집중적으로 연구하고 있는 지금의 발전 단계에 대한 이야기를 담고 있다. 우리는 뇌에 대해 이미 많은 것을 알게 되었지만 여전히 의식에 대한 이해는 걸음마단계이고 정신 건강에 대한 이해도 여전히 우리는 완벽하게 대응하지 못한다. 그럼에도 어떤 방향성을 갖고 현재 뇌 과학 연구가 이루어지고 있는지 살펴볼 수 있다. 그럼에도 많은 신경과학자들의 고민과 달리 뇌에 관한 모든 분과 학문을 아우를 수 있는 통합 이론이 없다는 점에서 그 연구가 반드시 필요할 것이라는 생각이 들었다. 마지막 3부에서는 뇌를 이해하기 위한 미래의 다양한 시나리오 등 뇌에 대해 앞으로 틀에 갇힌 사고에서 벗어나 뇌를 기계가 아닌 생물학 등 다양한 접근법으로 바라볼 수 있는 다양한 기을 제시해주어 살펴볼 수 있는 시간을 주게 된다.

여전히 쉽지 않은 뇌 과학이지만 이 책을 통해서 보다 흥미를 갖고 우리 인류가 걸어온 뇌 과학의 역사에 대해 살펴보고 뇌에 대한 사고력을 확장하고 싶은 분들에게 꼭 읽어보시면 좋을 매우 뛰어난 양질의 책이 아닐까 싶다. 책을 읽고 난 후 뇌 과학을 바라보는 시선은 조금은 달라질 수 있지 않을까.

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