박문호 박사의 뇌과학 공부 : 감각, 지각, 기억, 꿈, 그리고 자아와 세계에 관하여

박문호

경북대학교전자공학과를졸업하고,미국텍사스A&M대학교에서석사학위와박사학위를받았다.이후한국전자통신연구원(ETRI)에30년간재직하면서반도체레이저,반도체통신소자를연구했다.자연과학의세계관을통합적으로이해하고싶다는열망으로방대한양의자연과학서를섭렵하면서삶의근원을캐는공부에매진했고,이를바탕으로강연과집필을이어가며큰반향을일으키고있다.

2008년출간한《뇌,생각의출현》은주요중앙일간지와인터넷서점에서‘올해의책’에선정되었고,2013년에는《그림으로읽는뇌과학의모든것》으로한국과학기술도서상저술상을받았다.2017년에는10년간의뇌과학강의를집대성해《박문호박사의뇌과학공부》를출간하면서뇌과학3부작을완결했다.2019년출간한《생명은어떻게탄생하는가》는236컷의이미지를통해생명현상의신비를파헤치고,통합과학을향한한걸음을내디뎠다.2015년미래창조과학부와한국과학창의재단이수여하는대한민국과학문화상을수상했다.

과학의대중화가아닌‘대중의과학화’를모토로시민학습모임인‘(사)박문호의자연과학세상’(www.mhpark.co.kr)을꾸려15년가까이이끌어오고있다.현재1만명이넘는회원들이강의와공부모임,탐사활동에참여하고있다.특히매주4시간씩8~12주에걸쳐진행하는‘특별한뇌과학’,‘137억년우주의진화’특강에는다양한직종과연령대의회원들이찾아와현재14년째코스가진행되고있다.공부모임회원들과몽골고비사막,하와이마우나케아산,서호주,뉴질랜드,칠레아타카마사막등지를21차례탐사하고,그내용을책으로엮어내기도했다.그중지질생명탐사는EBS〈세계테마기행〉에방송되었다.

머리말

1.뇌의대칭구조

대칭성을찾으면자연은본래모습을드러낸다|척추동물뇌의기본패턴은좌우대칭이다|자연의표현속에는대칭성,모듈성,순서성이있다|뇌과학공부의지름길은대칭구조의발견이다|모든학문은언어학이다|축삭의다발에대한용어에익숙해지면뇌연결이구체적으로보인다|중추신경계와말초신경계에서수초화세포가다르다|뇌발생과정은대칭구조의시작이다|뇌발생은다양한대칭구조의생성과정이다|동물은감각에서운동이출력되며,인간은기억에서행동이나온다|핵심개념중심의뇌기반학습법|변연계신경핵연결은아름다운대칭구조다|감정보다행동을바꾸기가쉽다|뇌의일,뇌의운동|문제를풀지말고문제를분류하라

2.감각과지각

일반감각에는온도,통증,내장감각,촉각,고유감각이있다|수의운동에는고유감각의지속적인정보가필요하다|대상의범주화된특징에반응하여행동의일관성이생긴다|시각의초기단계는전용채널로진행하고지도를형성한다|눈동자는대상을향해지속적으로안구도약운동을한다|고유감각이생성하는손의위치정보가사물지각과결합하여손으로물건을잡는다|청각의주파수별지도|척수회색질에일반감각지도가있다|지각은사람마다고유한창조적과정이다

3.뇌의핵심구조

뇌구조의10가지핵심프레임|대뇌피질은장거리신경섬유로상호연결된다|감각운동신경통로내낭|대뇌피질-브로드만영역|인간대뇌피질의기능은칼클레이스트뇌지도에나타나있다|상행감각과하행운동신경로를다이어그램으로개념화하자|전외측시스템은통각과온도감각을전달하는감각신경로의집합이다|후섬유단-내측섬유띠와피질척수로가감각과운동의핵심신경로다|하행운동신경로는추체로와추체외로로구분된다

4.척수-뇌간의구조

뇌구조공부숙달하기|척수의일반감각으로는통각,촉각,온도,고유감각이있다|척수의신경로|척수의감각과운동정보처리과정이뇌공부의시작이다|뇌간의뇌신경핵위치에익숙해지자|뇌간그물형성체는의식과운동을조절한다|뇌간의뇌신경|뇌간단면구조는뇌구조공부의핵심영역이다|12개뇌신경은신체의일반감각과얼굴의특수감각을감지하고반응한다|뇌간의신경핵과신경로에익숙해지자|고립로핵과의문핵은물고기아가미를조절하는감각과운동에서기원한다|삼차신경은얼굴까지올라온일반감각신경이다|소뇌는전정소뇌,척수소뇌,신소뇌로구분된다|중소뇌각과하소뇌각의교뇌단면구조

5.변연-대뇌의구조

뇌의입체구조는관상면,시상면,수평면의단면구조에나타난다|뇌의구성|대뇌신피질의뒤뇌는감각,앞뇌는운동신경정보를처리한다|그물형성체는하행운동조절,상행의식조절을한다|변연계는감정과기억을생성하는정서적뇌이다|시상하부에는체온,혈압,식욕,성욕,수면을조절하는신경핵이모여있다|뇌간과변연계의연결|상행감각과하행운동축삭다발은내낭구조를만든다.

6.기억과해마

기억은수동적자동기억과능동적숙성기억으로구분할수있다|해마치상회과립세포는어른뇌에서도새로생겨날수있다|해마치상회과립세포의성체신생뇌신경세포|기억생성의출발점은이끼섬유말단과CA3피라미드세포의시냅스생성이다|신생과립세포가새로운기억을신경회로추가한다|해마피라미드세포|해마의기억생성신경세포연결|동물의행동은감각에서나오며,인간의행동은의미에서나온다|일화기억은새로운정보의즉각적자동기억이다

7.의미기억과일화기억

자전적일화기억이매순간우리의자아를만들어내고있다|기억마다생성과정과역할이다르다|기억이란외부세계의감각입력으로뇌가세계상을만드는과정이다|꿈과동물과기억상실증환자는어쩌면영원한현재적존재일수있다|의미기억은범주화된네트워크을구성한다|기억이존재하지않으면감정이생기지않는다|편도체에내장정보와감각정보가입력된다|편도체는감정기억을처리한다|기억의본질은패턴의서열이다|새로운기억의생성은이전기억의인출을필연적으로동반한다|세계의존재는우리의신경계가만든내면의표상이다|우리가참여하는세계는신경계가만드는아름다운속임수다

8.해마의기억회로

해마영역은안으로말려들어간원시피질이다|반복되는행동패턴의순서가우리의현실이된다|사건기억은세타파에실린감마파에부호화된다|특정한장소가특정한행동을촉발한다|장소에결합한행동이사건의구성단위다|신경세포의발화순서로해마는공간거리를표상한다|뇌는공간에서의움직임의방향과거리에대한내부감각을생성한다|운동계획단계와운동출력단계의분리로인간행동은더많은계산이가능해졌다|인간의기억은내용이곧주소가되는내용주소방식의기억이다

9.기억과꿈

뇌는스스로상태조절의문을열고닫는다|렘수면꿈에서는생생한정서의시각적상영이빈틈없이진행된다|렘수면꿈은현장경험의반복학습이다|서파수면에서수면방추와델타파가나온다|해마에잠시저장된기억은서파수면에서대뇌피질로옮겨진다|신경세포내부와신경세포사이의전기장|렘수면에서는세로토닌과노르에피네피린생성뉴런의발화가중단된다|꿈은유난히생생한의식상태이며현실은지독한꿈이다|꿈은과거의기억에접근할수없는기억상실상태이다|렘수면은렘온세포가발화되고,렘오프세포발화가중지되는뇌의상태다|꿈은경험의사실화가아니고의미의추상화다|시상그물핵의버스트모드파는자율박동기역할을한다|방금전에무엇을생각했는지기억나지않는다|렘수면동안전두엽과해마의상호연결이약해진다

10.뇌와언어

언어는발성의상징적사용이다|발성기관은빠르고정확히제어된운동기관이다|언어는신피질에서전압펄스의시간적배열이음소,단어,문장으로범주화되는현상이다|동물은외부세계를뇌속에서가치로평가된가치-기억으로전환한다|꿈은감정의뇌가상영하는영화와같다|낮동안의생각은범주화된지각의언어적표상과정이다|

11.뇌와목적지향성

전전두엽의주요기능은작업기억,순서의식,충동억제다|인간의움직임은의도와의욕을동반한목적지향성운동이다|시상그물핵은시상감각핵의중계작용을억제한다|고유감각이사라지면몸이사라지는느낌이든다|포유동물의특징은먹이를찾아서이동하는능력이다|목적지향적인간의출현
감독학습,강화학습,비감독학습의세가지방식의학습이있다|반복의힘|절차의힘|개념의힘

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‘박문호의자연과학세상’의고정수업은물론,서울대,KAIST,불교TV,YTN사이언스등의강연과저술을통해대한민국에뇌공부열풍을불러온박문호뇌과학공부집대성!지난4년간의강의내용을바탕으로,뇌의구조와기능에대한한층깊어진내용을선보인다.뇌기능의해부학적메커니즘을상세히설명하고이를어떻게그려가며숙달할것인가를안내할뿐아니라,뇌과학공부방법론에서의식과기억에관한철학적수준의논의까지,그야말로뇌공부의모든것을밀도있게담았다.색상,음영의정도와지시선하나까지수정해가며공들여만든240컷의일러스트를제시하면서뇌작용을감각,지각,기억,꿈중심으로설명했다.