마이크트랜터
신경과학자이자과학커뮤니케이터.영국하트퍼드셔대학교에서약학을공부한뒤,대장의통증신호에관한연구로신경과학박사학위를받았다.이후글로벌생명공학기업들과협업하는등여러연구실에서뇌가어떻게작동하는지탐구해왔고,지금은캘리포니아에서일하며뇌과학의세계를더많은사람에게쉽고재미있게소개하기위해애쓰고있다.
들어가며
머리말-뇌간단히알아보기
1장뇌과학자에게무엇이든물어보세요
뇌는왜하고많은곳중하필머릿속에있을까?
우리뇌에서가장오래된영역은무엇이며,무슨일을하는가?
대마초는뇌에어떤작용을하는가?
왜어떤사람과는처음부터죽이잘맞고금세친해질까?
새로운언어를배우는것이뇌기능과기억에어떤영향을줄까?
왜중독되는가?
머리를맞으면정말로기억을잃을까?
잠은무엇이며,왜잠을자는가?
꿈이란또무엇이며,왜꾸는걸까?
아이스크림두통으로죽을수도있을까?
뇌세포는재생될까?
기억은어떻게뇌에새겨질까?
천재의뇌는뭔가다를까?
뇌는정말멀티태스킹을할수있을까?
우울증은무엇이며,뇌에어떤변화를일으키는가?
명상중뇌에서는무슨일이일어날까?
남자의뇌와여자의뇌는서로다를까?
의식이란무엇인가?
2장뇌과학X파일
불가사의하고비밀스런뇌의삶
바더-마인호프현상:새차뽑은날,도로에나랑같은모델차가왜이렇게많지?
선천성무통각증:행운일까,불행일까?
카프그라증후군:내어머니같기도하고아닌것같기도한저사람,누구지?
거울속낯선얼굴:거울에비친내가마치남인것같을때
얼굴인식불능증:어디서많이본사람이다싶었는데내절친이라고?
오래되고현명한뇌:2천살넘은뇌가있다고?
피니어스게이지:막대가뇌를뚫고지나간남자
높은곳증후군:높은곳에서갑자기뛰어내리고싶은충동이드는이유는?
자기장감지:인간내비게이션이정말존재할까?
맹시:보지못해도볼수있는사람들
과잉기억증후군:생의모든것을완벽하게기억하는사람이있을까?
3장뇌과학의미래
뇌과학의최전선에서
1.과학과기술의혼합
2.건강과질병
3.인간강화
4장과학의토끼굴속으로
과학하는삶
과학자는아니지만과학을더알고싶다면
과학자가되고싶은이들을위한조언
과학자가할수있는일들
5장과학기술공학수학하는여자들
한계를넘어서
나는런던에사는뇌과학자이고여자다
감사의말
용어설명
참고문헌
“우리는아직뇌에관해알아야할것이더많다”
뇌과학기초이론부터관계,중독,명상,우울등응용지식까지
SF소설에나올법한뇌과학의미래부터과학자의다채로운삶까지
괴짜뇌과학자가들려주는무궁무진한뇌이야기
잉글랜드의젊은뇌과학자마이크트랜터박사는인생대부분을실험실에서보내는외골수과학자지만,자신이연구하고공부하며알게된뇌과학적지식을여러사람과나누고싶었다.어느날트랜터박사는SNS로전세계의사람들에게뇌에관해가장흥미롭다고여기는질문들,늘궁금했지만답을알아볼기회가없었던질문들을보내달라고요청했다.사람들은엄청난관심과응원,질문을보내왔고질문들은기대치를훌쩍뛰어넘을정도로흥미롭고재미난것들이었다.
《뇌는왜다른곳이아닌머릿속에있을까(원제:Amillionthingstoaskaneuroscientist,아몬드刊)》는그질문들에서출발했다.책을쓴트랜터박사는“뇌는하고많은곳중왜하필머릿속에있는지(29쪽),머리를맞으면정말로기억을잃게되는지(73쪽),아이스크림두통으로죽을수도있는지(100쪽)”등다소기상천외한질문에서부터“뇌에서가장오래된영역은무엇인지(32쪽),뇌세포는한번죽으면다시는재생되지않는지(103쪽),기억은뇌에어떻게새겨지며(109쪽),의식이란또무엇인지(160쪽)”등과같은아주근본적인질문에답한다.또한“왜어떤사람과는처음부터죽이잘맞고금세친구가되는것인지(46쪽),천재의뇌는뭔가다른것인지(123쪽),뇌는정말로멀티태스킹을할수있는지(131쪽),남성과여성의뇌가실제로다른지(154쪽)”같은일상적인궁금증에도뇌과학적원리를대입해설명한다.“대마초는뇌에어떤영향을미치는지(39쪽),우울증은왜생기며뇌에어떤변화를일으키는지(135쪽),명상할때뇌에서는무슨일이일어나며정말명상이좋긴한건지(148쪽)”같은정신건강에관한논의도놓치지않았다.
사람들에게받은질문들에서시작한책은뇌에관한여러논의로확장된다.뇌가원래작동해야하는방식대로작동하지않으면어떤일이벌어지는지를여러다양한증후군이나흥미로운현상을통해알아보기도하고(2장‘뇌과학X파일’)뇌과학자들이어떻게뇌에관한현재의지식을활용해SF소설에나올법한새로운미래세계를창조하고있는지도살펴본다(3장‘뇌과학의미래’).또과학자의다채로운삶과더불어과학이우리삶의수많은양상속에어떻게스며들어있는지도탐색한다(4장‘과학의토끼굴속으로’).마지막장(5장‘과학기술공학수학하는여자들’)은조디버나드에게펜을넘겨,여전히만연한고정관념과어려움속에서과학자로살아가기위해분투하는여성과학자의생생한목소리를담았다.저자는“조디의글이(여성과학자들에게)자신의한계를더욱밀고나가고배움을결코멈추지않도록용기와영감을주었으면한다”고밝혔다.
바더-마인호프현상에서과잉기억증후군까지
똑똑한뇌가빠지는신기하고흥미로운11가지착각들
자신에게일어난모든일을기억하는사람이있는가하면,그렇지않은사람도있는건왜일까?왜어떤사람들은별이유도없이높은건물에서뛰어내리려는갑작스러운충동을느끼는걸까?‘뇌과학X파일’에서는뇌에서일어나는흥미진진하고신기한현상들과그로인해우리가경험하게되는결과들을탐구한다.원래작동해야하는대로작동하지않을때의뇌가벌이는불가사의하고비밀스러운일들을살펴봄으로써뇌가아주대단한것임에도불구하고,때로는얼마나쉽게혼란에빠지거나속아넘어가거나휘둘리는지를알아보는것이다.
빈도착각이라불리는바더-마인호프현상은특정대상에대한우리의인지가짧은기간동안증가할때일어난다.흔히경험하는예는,최근에새로배운단어가대화에서자꾸들리거나간판이나웹사이트나신문에서자주눈에띄는것이다.새차를막샀을때는어디를가나도로에서같은모델의차가보이기도한다.이현상은뇌가새로운것을배울때그것에더많은주의를기울이기때문에발생한다.마치뇌가“이봐,이것좀보라고.그게여기또있네.이런거보면아주중요한게틀림없어”하고말하는것과도같다.뇌가새로운것을더의식적으로인지하며다른것들보다우선시하기때문이라는것이다.(176쪽)
카프그라증후군은친숙한사람이낯선사람처럼보이는특수한현상이다.카프그라증후군에걸린사람에게어머니는‘어머니같기도하고아닌것같기도’하다.나의어머니가내가알던어머니와똑같은모습이고목소리와말투도같으며심지어어머니와기억도일치하는데,그런데도내게는어머니가아니라그냥닮았거나어머니인척연기하는사람으로보인다.이망상은자신의집같은사물에도적용될수있어서자기집과아주비슷하다는걸인지하면서도남의집을보고있다고확신한다.카프그라증후군은흔히정신증적장애나치매의증상으로나타날수있지만,뇌손상이나감염또는약물남용때문에발생하기도한다.(183쪽)
높은건물옥상이나낭떠러지에서있을때뛰어내리고싶은갑작스러운충동에잠시나마사로잡혀본적이있는가?뇌과학은이런현상을높은곳증후군(highplacesphenomenon)또는허공의부름(calltothevoid)이라고명명하는데,실제로이는지극히정상적이고도흔한현상이라고한다.(199쪽)뇌과학은높은곳증후군을겪는이유에관해뇌의두가지반대되는신호사이에몇분의일초정도지연이일어난결과일수도있다고말해준다.한가지는우리의생존본능에기반한것으로,높은곳에서떨어지거나열차에정면으로부딪치는것같은위험을감지하고피해야한다고말해주는신호다.또하나는논리적인뇌에서오는신호로,우리가현재있는곳은비교적안전하다고말해주는신호다.이렇게만들어진상충하는신호들을해석하는과정에서뇌는이괴상한메시지에약간얼떨떨해진상태가된다.그결과높은곳증후군을경험하게되는것이다.
어떤사람은망각능력이없어서전생애의모든기억을거의완벽하게회상하며사는것처럼보인다.이를과잉기억증후군(hyperthymesia)이라고하는데,자기생에관한자전적기억을거의완벽히유지하는능력이다.과잉기억증후군을겪는사람은그동안쏟아진주요뉴스와사건,과거의어느날짜가무슨요일이었는지,그날갔던레스토랑에서먹은메뉴까지도모두정확히기억한다.(208쪽)과잉기억증후군을겪는이유는여러가지지만,그중하나는기억에훨씬쉽게접근할수있기때문이다.이들의정신은마치정리상태가엉망인파일캐비닛을이리저리뒤적거리고다니는것이아니라기억중추와곧바로연결되는직통전화선을갖추고있는것과같다.
가장신비로운신체기관인뇌“우리는조금알고많이모른다”
젊은뇌과학자와함께미리떠나는뇌과학의미래,인류의미래
저자가뇌과학의미래에관해떠올린가장첫질문은바로이것이었다.‘뇌를로봇에이식해삶을연장할수있을까?’사람들에게질문을보내달라고요청한후,저자는다른사람들도비슷한그런의문을품고있음을알고마음이놓였다.‘최소한내가미래에외톨이로봇으로지내지는않겠네’싶었던것이다.그렇다면우리의기억,생각,성격을컴퓨터화한합성뇌에업로드하여우리몸이죽더라도우리자신의한버전은여전히계속‘살아가는’일이과연가능할까?만약가능하다면그건어떤모습일것이며어떻게해야그런기술개발에착수라도할수있을까?미래에우리는정말이런일을이뤄줄기술을갖게될까?
뇌과학은과학분야중에서도단연최첨단의학문이다.‘뇌과학의미래’라는제목이붙은3장에서는과학과기술의결합(222쪽),건강과질병(246쪽)그리고신체능력의강화(263쪽)까지뇌과학의진보가큰영향을미칠것으로예상되는삶의요소를세부분으로나누어서살펴본다.특히뇌과학으로뇌질환을치료한다거나우리의정신을영원히살아가도록보존하도록만들방법에관한오늘날의가장획기적이고최신의연구를차근차근톺아본다.
저자는현장의뇌과학자로서발전상을직접목격하고,또이후진보과정에참여할것에흥분과기대를감추지않는다.뇌오가노이드(장기유사체)에관한대목은특히주목할만하다.(248쪽)뇌오가노이드는실험실에서줄기세포를배양하여다양한종류의세포들로분화시킨것으로일종의삼차원소형뇌같은것이다.오늘날의실험실에서만들어낸뇌오가노이드는진짜사람의뇌를닮았다고하기에는혈관도면역계도없는단순한형태지만,뇌를연구하는데필요한결정적인요소몇가지는지니고있다.저자는이미세계곳곳의뇌과학자들이뇌오가노이드를활용해뇌와질병의발병기전에관해더많은걸알아가고있다면서,하버드의학대학원의한연구팀이알츠하이머병을모방한오가노이드를만들어,이병에서핵심부분을차지하는특정성분이세포내에서어떻게만들어지고축적되는지를살펴보고있다는점을예로든다.(249쪽)
뇌손상이후기능을되살리려노력하는‘신체강화’에관한이야기도흥미롭다.미국의두연구팀이진행한해마재건프로젝트는한사람이원래지닌기억패턴을활용하여기억부호화와기억인출을강화할수있었다.이는마치코러스가가수의노래를보조하는것과비슷하다.그들은같은노래를부르지만소리를더힘있게만들어준다.한마디로뇌가특정정보를더오래그리고쉽게기억하도록하는것이다.(267쪽)저자는이런사례를통해뇌과학이어떻게우리의건강을증진하거나수명을연장하거나건강문제를해결할수있는지보여준다.
그러나동시에뇌과학연구가지닌한계도확실히짚는다.과학과기술이결합해인공뇌를만들고기억을인공뇌에업로드하려면,또뇌과학적연구결과를실제질병치료에정확히활용하려면,인간의뇌가어떤모습인지를정확히알아야한다.저자는그러기엔우리가아직아는것은적고,모르는것은많다고꼬집는다.이근거로초파리를예로드는데,초파리뇌에있는작은영역하나의정확한지도를그리려한최초의시도에서는600개정도의뉴런을포착할수있었다.이비율이라면1억4600만마리의초파리를더해야인간뇌에가까이라도다가갈수있다는계산이나온다.(217쪽)사람의뇌는수십억개의뉴런으로이루어져있고뉴런하나당수천개의시냅스가있기때문이다.그리고무엇보다중요하게고려해야할문제가있다.저자는‘뇌과학은정말로우리의미래를바꿀것’이라면서도총체적이고도전면적인윤리적고려가반드시필요하다고단언한다.
과학이질병예방을위해유전자를수정할수있다면,성격을바꾸기위해서도유전자를수정할수있는것일까?만약선택할수있다면여러분은뛰어난운동선수로혹은더좋은기억력을갖고서혹은더단호한사람으로태어나기로결정하겠는가?그런선택이정말로가능해진다면,여러분은어느시점에동의하겠는가?태어나지도않은아기에게허락을구하는것은영원히불가능한일이다.아무리이로운결과를위한것이라해도그선택이태아가전혀원하지않을변화라면?(271쪽)
우리가이러한미래로발을내디디려면그전에앞서던진질문들에먼저답해야할것이다.(272쪽)
뇌과학전성시대라해도과언이아닐만큼다양한주제와소재를뇌과학적으로해석한책들이쏟아져나오고있다.삶의모든순간을뇌과학으로설명할수있지않을까,이미인간의뇌에관해모든것이밝혀진것아닐까하는착각마저든다.그러나저자는아직우리가뇌에관해단10퍼센트도채알지못한다고말한다.수많은책들이나왔으나이책이여전히필요한이유는여전히우리가뇌에관해모르는것이더많기때문일것이다.