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자연과학
2009.01.14 10:10

뇌 생각의 출현

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회차 1
저자 박문호
출판사 휴머니스트
발표자 박문호
일자 2008-11-14





목차/책속으로






















• 목차보기
 












1부. 우주와 생명, 생각은 어디에서 오는가

1강. 우주의 대칭이 깨어지다
서서히 밝혀지는 우주의 비밀
초신성, 생명 탄생의 순간
지구로 간 초신성 잔류물
우주의 완전한 대칭이 깨어질 때
대칭의 깨어짐에서 생각은 시작된다

2강. 생명의 탄생
우주적인 시각으로
세포의 탄생
다세포들, 공생을 시작하다
다세포 생물을 움직이는 신경세포의 출현
세포들의 움직임이 하모니를 만들다
움직임이 가져온 것들

3강. 억 년 전의 지구 생명체
도메인의 진화
지구 생명체의 본질, 산소
원핵세포는 어떻게 진핵세포로 진화했는가
생명은 DNA에서 시작된 다양한 변주곡

4강. 운동하는 신경세포
식물은 녹말로, 동물은 신경 전압 펄스로
신경세포+시냅스+신경세포=?
습관화, 민감화, 학습의 시냅스
축삭의 수초화로 움직임을 즐기다
신경세포, 감각에서 운동까지

5강. 의식으로 가는길
차 의식에서 고차의식까지
감각 정보, 루프를 따라 돌다
비교, 예측, 판단으로 범주화되는 정보들
인식하다, 그리고 행동하다

6강. 신경전달물질의 대이동
신경세포 내 골격의 기원
신경세포 내 골격을 이루는 단백질 사슬 세가지
신경전달물질, 미세소관을 타고 이동하다
글리아세포, 신경전달물질의 원활한 이동을 위하여

7강. 시냅스 막, 생각이 시작되다
생존의 기본 조건
ATP 합성효소, 생체 에너지를 만들다
ATP가 돌고 DNA의 강이 흐르고
ATP, 미토콘드리아를 움직이다
젠체하는 태도를 버리고 다시 세포로 돌아가서

2부. 인간의 뇌, 생각은 어떻게 만들어지는가

8강. 뇌의 발생과 뇌의 구조
뇌의 전면적 지도화
우리 뇌의 생김새
뇌는 어떻게 생겨나는가
관을 중심으로 발생하는 뇌

9강. 뇌, 상상하는 기계가 되다
머리뼈 안에 갇힌 가상 머신
다섯 개의 부위
운동 프로그래머, 전두엽
운동 출력을 선택하는 대뇌기저핵
감각 신호의 전달자, 시상
뇌의 진화, 어류ㆍ양서류ㆍ파충류ㆍ조류ㆍ포유류

10강. 척수, 세밀한 감각에서 정교한 운동까지
운동 시스템의 진화
척수의 구조
감각을 더욱 세밀하게, 후섬유단
발생으로 척수 보기
상행이냐 하행이냐

11강. 각성과 수면의 뇌간 시스템
감각하는 것은 곧 존재하는 것
‘잘’ 운동하게 되기까지
의식의 상태를 결정하는 뇌간 그물형성체
뇌간 그물형성체에서 척수 추체로로

12강. 소뇌, 운동 계획에서 실행까지
소뇌의 세 가지 역할
소뇌 시스템의 핵심은 푸르키녜세포
내부 회로로 운동을 컨트롤하다

3부. 뇌와 감각, 생각이 인간을 움직이다

13강. 보다, 시각과 뇌
‘본다’는 현상
망막, 빛을 받아들이다
빛의 수용 영역
시각 정보는 어떻게 처리되는가
중심와에 맺히다
바늘구멍눈에서 카메라눈으로

14강. 듣다, 청각과 뇌
청각의 진화
내이의 구조
유모세포들의 협연
우리가 소리를 느끼기까지
진동, 전정척수반사 그리고 생각의 출현

15강. 느끼다, 감정의 뇌
감각이 셈세하다는 것
느낌과 감정의 프로세스
촉가의 차 신경로
환각, 환청, 환시 그리고 인식 불능
시각의 착각

16강. 예측하다, 감정의 뇌
존재를 위한 정보 수용기, 생명을 위한 정보 처리기
통증과 쾌락, 동기와 충동 그리고 자각
기본 반사를 바탕으로 예측하다
요동하는 복잡계에서 목적 지향적 복합계로
예측의 경로
예측으로 고통을 극복하다

17강. 움직인다는 것, 뇌와 운동
운동은 곧 의식이다
근육과 신경이 만났을때
근육세포의 운동이 어떻게 생각으로 연결되는가
근육을 움직이는 ATP 합성 머신

18강. 의식한다는 것, 뇌와 의식
의식을 둘러싼 여러 접근들
생각의 기본 조건
생각의 단계 : 시상 - 피질계의 진화
생각의 단계 : 가치 - 범주 기억의 발달
생각의 단계 : 피질 - 시상계와 뇌간 - 변연계의 진화적 연결

19강. 꿈꾸다, 뇌와 꿈
꿈의 상행 활성화 시스템
꿈의 억제 시스템
신경조절물질이 만드는 꿈
꿈의 진화사
꿈이 꿈일 수밖에 없는 이유

20강. 현실 너머를 깨닫다, 뇌와 초월의식
뇌 시스템에도 위계가 있다
인간 뇌 시스템의 위계
억제 회로가 돌면 자아가 사라진다
앤드류 뉴버그의 명상하는 뇌

21강. 창조적으로 생각하다, 뇌와 창의성
창의적인 사람은 뭐가 다를까
창의성은 어디서 오는가
창의성의 세계 = 느낌의 세계
정보의 양이 창의성의 질을 바꾼다

4부. 창조하는 뇌, 대칭이 깨어지고 생각이 확장되다

22강. 대칭이 깨어진 세계에서
빅뱅 이후
대칭의 깨어짐에서 생명이 만들어지다
지구 생명의 조물주, 미토콘드리아
생명의 에너지원 ATP 합성 머신
죽음의 발명

23강. 뷰티풀 마이크로코스모스
우주 구성 입자들은 어떻게 우주의 힘들과 연계되는가
우주 구성 입자의 세계
물리 세계를 이해하는 다섯 가지 방정식
입자물리학의 대칭성
빛의 세계, E = MC

24강. 자발적 대칭 파괴로 생각이 진화하다
학습, 기억 그리고 생각을 바꾸다
뇌의 대칭, 생각의 대칭을 깰 것

참고문헌
사진ㆍ도표 목록
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• 책속으로
 








…… 우주의 네 가지 힘이 우주 초기의 완벽한 대칭, 완전한 대칭에서 분화되어 나왔고, 그중에서 우리 생명현상과 관련된 것은 전자기 상호작용이라고 했습니다. 분화되어 나온 힘들 간의 상호관계는 20세기 물리학이 충분히 밝혀놓았죠. 그 힘들로 인해 태양계와 지구의 시스템이 생겨났고 생명의 출현, 의식의 출현으로까지 이어졌습니다.


현대 천문학은 초신성이 터졌을 때 형성된 많은 중금속들이 지구가 만들어지고 지구상에 생명이 출현하는 데 직접적인 관련이 있다고 봅니다. 한마디로 요약하면, “Supernova do it all.” 초신성이 다 했다는 겁니다.


초신성이 우리 태양계를 만들었고, 우리 지구를 만들었고, 어쩌면 지구상의 생명체가 진화해서 초신성이 무엇인지를 밝혀내려는 의식의 출현까지 가져왔다는 겁니다.
--― 『뇌, 생각의 출현』 pp.48~49

…… 우리 뇌 활동의 95%는 의식되지 않습니다. 무의식 속에서 계산되죠. 의식 수준으로 올라오는 인식 작용은 5%에 불과합니다. 그래서 아인슈타인이 뇌를 10%밖에 사용하지 못했다는 말은 신빙성 없는 것이죠. 많은 자료를 가지고 그 설이 왜 상식화되었는지 역사적으로 추적해서 밝혀내어 반박하는 인터넷사이트도 있고, 뇌 과학적으로 봐도 별 의미 없는 이야기입니다.


의식되지 않는 뇌 활동 중 큰 비중을 차지하는 것이 소뇌에서 하는 계산입니다. 근육의 신경섬유들이 매 순간 움직일 때마다 일어나는 위치감각이나 촉각 같은 여러 정보들, 뇌가 운동할 때 참고해야 할 정보를 철저하게 계산하여 소뇌에서 제공하는 거죠. 그리고 근육의 긴장도를 조절합니다. 우리가 굴곡진 지표면에서 신속하고 정교한 운동을 할 수 있는 것은 우리 몸 전체가 항상 지표면에 대해서 균형을 유지할 수 있기 때문입니다.


연속적인 동작이 가능한 것도 놀라울 정도로 균형을 유지하는 소뇌가 바탕이 된 거죠.
의식이, 생각이 뭐라고 했습니까. ‘진화적으로 내면화된 움직임’이라고 했죠. 진화적으로 내면화된 움직임이란 움직임으로 인해 다른 차원의 운동이 출현한 것입니다. 즉 상상 속의 움직임이 인간에게 발현된 겁니다. 이 상상 속의 움직임이 바로 우리의 사고 작용이죠.
--―『뇌, 생각의 출현』 pp.250~251

창의성 또는 창의력. 우리 시대의 주요 관심사죠. 교육계뿐만 아니라 사회 전반적으로 창의성에 대한 관심이 뜨겁습니다. 도대체 창의성이라는 게 뭘까요. 우리는 이 창의성을 넓은 시야로, 그리고 변화하는 환경에 대한 생물학적 적응 반응의 관점에서 볼 필요가 있습니다.


…… 감정과 기억은 거의 대부분 동일한 회로를 사용하고 있습니다. 그래서 감정과 기억은 서로를 강화해주며, 어떤 감정은 기억 인출에 도움을 주죠. 감정이 풍부한 사람이 기억력이 탁월한 것입니다. 그리고 기억력이 훌륭한 사람은 좋은 학습자가 되죠.


느낌의 차원, 의식의 차원에서는 뇌 전체에 있는 기억 정보들을 사용합니다. 느낌에 와서야 비로소 발현되는 의식 상태가 강력한 이유가 뭐죠? 그렇죠. 뇌 전체 기능의 5%밖에 안 되는 의식 상태라는 뇌의 상태가 불확실한 입력이 초래한 문제를 해결하기 위해 과거의 기억을 다양하고 새롭게 연결하여 상상과 추론을 한 결과 새롭고 독특한 출력을 만들어내기 때문이죠. 그런 뇌의 능력을 바로 창의성이라 하는 겁니다. 새롭고 독특한 출력이 바로 창의성과 동의어인 거죠.


상상과 추론이 뭡니까. 느낌에 의해 작동되는 의식의 수준이 되면 지금 입력된 문제와 대뇌피질의 여러 격위에 저장된 기억을 연결하여 미래를 예측하는 거죠. 결국 의식 단계에서 과거와 현재, 미래를 통합적으로 바라보는 것이 가능해지는 겁니다. 과거와 지금 들어온 현재와 추론의 미래가 한 마음의 상태에서 동시에 일어나고 있습니다. 그래서 불확실한 입력에 대처할 수 있는 거죠.
--―『뇌, 생각의 출현』 pp.393~402

100명에 한두 명 있을까 말까 한 특이한 형태가 학습 주도형입니다. 학교를 졸업한 이후에도 적극적으로 학습하는 사람들입니다. 대부분 독서를 통해서 배우죠. 오픈 시스템을 향해 살고 있는 이 사람들의 학습 기억은 가파르게 올라갑니다. 융통성과 판단력, 비전이 탁월해지죠. 학습 주도형의 사람에서는 신념 기억이 균형 잡힌 지식의 힘으로 제어되어 그 맹목성이 올바른 방향의 추진력이 되는 순기능을 하게 됩니다.


이렇게 융통성, 판단력, 비전이 탁월한 학습 주도형 인간이 되려면 어떻게 ?야 하느냐. 첫째, 지식의 수준을 높여야 합니다. 베이스캠프가 낮으면 산 정상에 도달하는 게 더 힘들죠. 집요한 학습으로 지식의 총량이 많아지면, 즉 판단력의 기준 바탕이 높아지면 삶의 예측은 더 정확해집니다. 시간과 에너지를 투자해야 합니다. 뇌를 이해하기 위해서 물질 시스템과 시공 모두를 설명하는 양자역학과 상대성이론으로까지 이해의 영역을 넓혀야 하죠.


둘째, 질문을 품어서 성장시켜야 합니다. 질문은 함부로 하는 게 아니죠. 예부터 선사들이 하시는 말씀이 있습니다. “도를 깨치기 위해서는 의심 덩어리가 커야 하고, 강렬한 내적 에너지가 있어야 한다.” 의심 덩어리를 함부로 노출한다든지 간단히 해결했을 때는 공부, 학습의 동력을 잃어버립니다.


그런 질문은 만들기도 어려우며, 한번 얻는 질문은 적어도 5년, 10년 이상 내적으로 질문의 강도를 높여서 학습의 추진력으로 삼아야 합니다. 질문의 힘으로 대상을 보기 시작하면 결국 그 질문이 스스로 답을 찾죠. …… 학습의 균형을 잡아야 합니다. 자연과학 대 인문과학의 비율을 7 대 3 정도로 만들어야 합니다.


목표량이 중요합니다. 임계치를 넘어서면 양은 질로 바뀝니다. 그 임계치를 책으로 치면 2천 권 정도 될 것입니다. 2천 권 정도 집요하게 읽다 보면 정보가 서로 링크되면서 정보들 사이에서 변화가 일어납니다. 양이 질로 바뀌는 거죠.
--―『뇌, 생각의 출현』 pp.479~481
추천평












미래는 뇌과학의 시대다. 과학은 미지의 세계였던 인간의 뇌 연구에 새로운 희망과 기대를 걸고 있다. 뇌의 연구 특히 정신적인 면에서의 연구와 이해는 우리 인류에게 꼭 필요한 새로운 학문이다. 이런 점에서 이 책은 태초의 우주 탄생에서부터 생명의 탄생에 이르는 아주 기본적이지만 근본적인 시각에서 문제의 핵심을 찾아내고, 더 나아가 뇌와 의식, 뇌와 창의성과 같은 형이상학적인 면까지 다루고 있기에 더욱 값지다. 이 책은 ‘우주’와 ‘인간의 뇌’를 알고자 하는 사람이 꼭 읽어야 할 책이다. 또한 자연과학과 인문학의 소통을 기대하는 우리 시대 지식인들도 꼭 읽어야 할 책이다. - 조장희 박사 ― 가천의과학대학 뇌과학연구 석학교수

박문호 박사는 뇌에 대한 놀라운 이야기를 무척 다른 차원에서 조망한다. 이것이 우리에게 주는 통찰이자 새로움이다. 그가 던지는 ‘뇌’의 메시지는 ‘새로운 차원’의 창조이다. ‘문제가 생긴 평면에서는 문제의 해답이 없다’는 물리학자의 탐구는 양립 불가능해 보이는 많은 사안들에 끼어 있는 우리에게 큰 깨달음을 준다. ‘함께 문제를 해결할 수 있는 새로운 차원을 창안해야 한다’는, 본질적이지만 새로운 융합의 지점을 제안하기 때문이다. 박문호 박사는 그것이 바로 비전이고 리더십이라고 말한다. 운동과 감각, 그리고 기억이라는 ‘뇌’의 기본적 활동에 대한 지식으로, 테레사 수녀의 마음과 CEO의 마음이라는 화해 불가능한 현실이 한 차원 높은 차원에서 융합 가능하리라는 희망을 발견했다. - 강신장 전무 ― 삼성경제연구소 지식경영실장

나는 어떠한 존재인가라는 물음은 철학에서 비롯되었지만, 박문호 박사는 뇌 과학적 지식을 기반으로 이 문제를 진지하게 접근한다. 30년 동안 탐구적으로 독서하여 섭렵한 지식으로, 빅뱅에서부터 출발한 우주의 탄생에서 시작하여 지구의 탄생, 단세포 생명체의 탄생, 인간의 진화 과정까지를 핵심적이고 통찰적인 중요 요소에 따라, 때로는 흥미롭게 때로는 깊이 있게 다루고 있다. 뇌에 대한 과학적 지식은 행복하고 성공적인 삶을 위하여 매우 중요한 정보들을 담고 있기에, 많은 사람들에게 공유되어야 한다. 이 책을 읽고 있노라면 의식과 마음의 출현을 이해하기 위하여 끝없는 길을 가고 있는 한 구도자의 수행과 여정이 느껴진다. - 황농문 박사 - 『몰입』의 저자, 서울대학교 재료공학부 교수

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