진짜 나를 만나는 뇌 과학 시간

김수용

저자김수용은서울대학교물리교육과를졸업하고미국컬럼비아대학교에서물리학으로박사학위를받은후프린스턴대학교플라스마물리연구소에서박사후연구원을지냈다.1986년부터지금까지KAIST물리학과교수로재직중이다.인간의뇌를물리학적인방법으로탐구해온한국의1세대과학자로,국내물리학자로서는처음으로전공분야를뇌과학으로전환하여쟁쟁한과학자들을배출하는한편생물물리학,의료물리학,경제물리학등에관한연구를꾸준히진행했다.과기부과학영재교육분과위원장,KAIST사이버영재교육센터장,글로벌영재학회회장등을역임하고,민족사관학교설립자문과서울과학고,서울국제고,한국과학영재학교,국립과학관등의자문교수를맡으면서과학교육에큰관심을갖게되었다.그관심의일환으로물리학과예술,뇌과학의경계를넘나드는특강을펼치고있다.태교연구에힘쓰면서『뇌과학이밝혀낸놀라운태교이야기』,『태아는알고있다』(역서)등을쓰고번역했다.그밖의저서로『우주의?창조』(공저),『원자속의유령』(역서)등이있다.『진짜나를만나는뇌과학시간』은과학교육과뇌과학에대한오랜관심과뜨거운열정이낳은결실이다.

왜뇌과학인가
1부내안의소우주를찾아서
1.나는왜나일까?
2.‘진짜나’는어디에있을까?
3.두뇌탐구지도만들기
이리보고저리보는뇌의생김새
진화하고또진화하는뇌
발생단계에따른뇌구조와그기능
주름질수록놀라운대뇌겉질지도
김교수의Tip뇌는본디무엇을하려고생겨났을까?
대뇌겉질기능을한눈에보는지도
한국형대뇌지도의탄생
김교수의Tip알면알수록특별한신경세포와시냅스
절묘하게연결된좌우대뇌반구
본다는것의의미
기억형성과정에서만나는나
4.‘진짜나’는어떻게만날까?
두뇌모형으로알아보기
뇌는컴퓨터일까,아닐까?
마음은어떻게작동할까?
나를모방하는인공지능
김교수의Research&Education

2부나를찾아가는방법
1.뇌과학사톺아보기
뇌는부위별로하는일이서로다르다:모듈성의선언
우리는좌뇌로말한다:브로카와베르니케의뇌영역
이마엽의힘을입증하다:게이지의꿰뚫린앞이마
엽기적인절제술을고발하다:로보토미의추억
연결과지형이뇌기능을결정하다:몸감각겉질지도
뇌난쟁이지도가거인의힘을발휘하다:호문쿨루스지도
겉질의감각지각능력을의심하라:모듈의수상한연결
기억의관문을열어젖히다:관자엽이라는기억저장소
HM이잃어버린기억을찾아서:관자엽에서해마로
김교수의Tip새로운정신과학의출현
2.기억해독의역사와모형
기억나누기의정석:단기기억과장기기억
기억나누기의심화:무의식적기억과의식적기억
기억의결합문제;공간지도와인지지도사이
이름만큼중다할까:중다저장고모형
정보처리에도수준이있다:처리수준모형
끊임없이수정해나가다:작업기억모형
융통성을자랑하다:연결주의모형
김교수의Tip의식의스위치는어떻게꺼질까?
3.뇌과학연구방법따라잡기
미처몰라봐서미안해:현미경과염색법의힘
뉴런주의를선포하다:뇌과학의아버지카할의등장
신경세포는말한다:전기신호,활동전위,이온통로
신경세포와신경세포는대화한다:시냅스건너기
기억과학습의다른이름:시냅스바꾸기
캐고캐도끝이없다:신경전달물질의정체
유전자와시냅스사이의대화:기억강화원리
벼락치기공부는왜효과가없을까?
세상에서가장수상한단백질과장기기억원리
나는나의시냅스다:주의집중의비밀
그것이알고싶다:신경세포와뇌네트워크사이
나를들여다보는창문:뇌촬영기술의발달
어디까지탐사할까:fMRI와광유전학의내일
김교수의Research&Education

3부뇌과학에서나를찾다
1.궁극의두뇌지도
2.진짜나와진짜지능사이
3.자유의지를이해하는문제
4.내마음의미래
김교수의Research&Education

참고자료/찾아보기

카이스트김수용교수의진짜나를만나는뇌과학특강!
한국의1세대뇌과학자가공들여집대성한통합과학과인공지능의미래!
뇌를알아야나를알고세계를알고미래를안다!


“내안의소우주를찾아가는탐사가그토록복잡하면서도재미있는이유를
뇌과학의어제와오늘,내일의맥락속에서하나하나알아가다보면
내몸을움직이고내마음을작동시키고내앞날을상상하게만드는
‘진짜나’를만나게될것이다.”


한국의1세대뇌과학자가『진짜나를만나는뇌과학시간』을쓴목적은분명하다.“어떻게하면지능이더좋아질수있나요?”하는질문에제대로답하는동시에‘공부작업’에갇혀뇌가딱딱하게굳어들고있는학생들에게우리뇌의엄청난잠재력을똑바로알려주기위해서다.뇌는무언가를배우면배울수록뇌속의신경세포연결이강화되면서스스로바뀌고진화한다.이것이뇌과학이입증한뇌의잠재력이자그질문의답이다.뇌와컴퓨터의근본적인차이점을이루는이잠재력을근거로,저자는보기중에서정답을고르는무의미한작업은컴퓨터에게던져두고우리만할수있는‘진짜공부’를하자고제안한다.

1990년대초에국내물리학과에서최초로획기적인뇌연구분야를개척한저자의제안은이런물음으로시작한다.“뇌강대국들이추진중인두뇌프로젝트의성공이우리에게도마냥긍정적인걸까요?일본은물론중국마저도뇌연구에막대한투자를하고있는지금한국의현실은어떤가요?미래세계를뒤흔들뇌에대한발견들이속속드러나는한편알파고같은인공지능이우리뇌를모방하는상황에서,한창유연하게열려있어도모자랄우리아이들의머릿속이딱딱한틀에갇힌채굳어가는걸방치할수없지않은가요?”

그대답의일환이『진짜나를만나는뇌과학시간』이다.420쪽의분량과목차에서드러나듯,우리가알아야할뇌에대한거의모든것이3부로구성된뇌과학의현재와과거,미래에총망라되어있다.이를테면‘내안의소우주를찾아서’에서는뇌과학이최근까지밝혀낸뇌의구조와기능을하나하나제시한다.그맥락속에서인공지능의학습방법및지능의실체등이명쾌하게밝혀진다.‘나를찾아가는방법’에서는뇌기능이작동하는원리를찾아내기까지의과정과그연구방법을체계적으로살펴본다.그과정에서20세기생물학의혁명적발견에서부터21세기새로운정신과학의탄생을짚어내는가하면현대물리학이이룬두뇌관측장비의위력을보여준다.그리고‘뇌과학에서나를찾다’에서는뇌기능의작동원리를바탕으로정신세계의비밀을파헤치는동시에‘자유의지와의식을이해하는문제’를풀어낸다.

뇌과학의현황을하나하나짚으면서그역사적인발자취를맥락속에서찾아가다보면,전설적인과학자들의성공과실패를생생하게목격하게된다.그에따라우리머릿속에서학습과기억이이루어지는원리가밝혀지면서벼락치기공부는왜효과가없는지가절로이해된다.나아가집중력과기억력을향상시킨다는약물을얼마나믿을수있을까하는의문이제기된다.그리하여‘달팽이마저도완벽하게만드는반복연습’이진짜지능의원천임을알게되고,생각을하고경험을분석하고상상하는것을우리자신의의지로조절할수있다는것이얼마나위대한일인지깨닫게된다.

“어떻게하면지능이더좋아질수있나요?”하는질문이“내가나인것은내가배우고기억하는것때문이다.”라는대답으로나아가는두뇌탐구여정을기록하는시간보다그것을다시풀어쓰고또다시고쳐쓰는시간이훨씬길었다고저자는거듭말한다.뇌과학시간이독자들이미래를설정하는데도움이되기를바라는마음이그만큼컸다는뜻이고뇌과학이그만큼어렵다는뜻이기도하다.수학·물리학·화학·생물학·의학·공학·인지과학등을적용해뇌의신비를밝힌다는뇌과학은인간의정체성을알아낸다는목표까지세워놓고있지만,뇌는너무나복잡하기때문에뇌를이해하는건불가능할지모른다는답이주를이룬다.그런데저자는바로그런이유때문에청소년들과뇌과학공부를함께하고자하는것이라고강조한다.복잡하고어려운과제를풀어가는데서더없는성취감을느끼는뇌의특성을하나하나밝히면서,끊임없이새로운무언가를추구하는우리뇌의특성에딱맞는공부를찾으라고하면뇌과학만한것도없다고역설한다.

끊임없이변화하면서새로운무언가를찾는뇌의특성은위험을동반한다.정서적으로나육체적으로미숙한때의뇌는말할것도없이그러하다.청소년들이뇌과학시간을통해스스로의내면세계를좀더잘들여다보게되고,그리하여‘진짜나’를찾게되는것이이책을쓴진짜목적이되는이유가여기에있다.그리고그목적에다가가기위해청소년또래를각장에등장시킨것이다.‘나의머릿속은유일무이하며모든것일수있다’는뜻에서‘하늘’과‘바다’로이름지은두친구가자유롭게주고받는대화는우리가아는뇌에대한지식이아직완성된것이아니라는사실과관계있다.뇌에대한가설은입증보다가설로끝나버리는경우가훨씬많다.날마다뇌에관한새로운연구결과가나오고있다고해도과언이아니다.현재뇌과학은수많은과학자들에의해지속적으로만들어지고있는과정의일부라는것을알리고,그런가운데독자의호기심과상상력을이끌어내기위해‘대화와토론’의장을마련한것이다.

이새로운시도는복잡한뇌과학연구방법을할수있는한다양한각도에서살펴보려는노력에다름아니다.‘김교수의팁’과‘김교수의R&E’도마찬가지다.무언가를한가지방법으로만이해하는것은그것을전혀이해하지못하는것과다르지않다.어떤것의의미를안다는것은그것을이미알고있는모든사실과맥락속에연결시킬줄안다는것이고,그것이야말로생각하기의진정한의미이기때문에바다와하늘들이직접질문을하고대답을찾게한것이다.뇌기능이작동하는원리를하나하나알아가야하는이유를그렇게느끼도록했고,‘자유의지와의식을이해하는문제’를뇌공부를해온맥락속에연결시켜보도록했다.그이유또한분명하다.어떤복잡한문제에직면했을때해답을전혀알지못한다해도우리가찾고있는것을느끼고통찰하다보면그답을구할수있다고믿었기때문이다.

현재해부학계에서는많은사람들이뇌를보다쉽게이해할수있도록우리말용어를새로만들어쓰고있고뇌전문용어의띄어쓰기도권장하고있다.이모든것을적극수용한‘진짜나를만나는뇌과학시간’을가지면서,뇌기능의작동원리가밝혀지고더나아가의식세계의비밀이풀리는순간,독자들은내진짜머릿속을궁금해하지않을수없을것이다.물리학과생물학을비롯한통합과학전반에대해흥미로운관심이생기는것은기본이다.학습과기억저장의원리,인공지능과진짜지능,자유의지와의식문제,무엇보다나자신과우리인류의미래를진정으로알고싶어하는독자들에게오랜시간공들인이책을권한다.