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미래가 온다, 뇌 과학 ㅣ 와이즈만 미래과학 3
김성화.권수진 지음, 조승연 그림 / 와이즈만BOOKs(와이즈만북스) / 2019년 8월
평점 :
인간 DNA의 정보를 밝히는 프로젝트 만큼 우리 뇌의 본질이 무엇인지 밝히는 프로젝트는 정말 대단한 일일거에요. 천재 아인슈타인도 자신의 뇌 아주 일부만 사용하였다고 하는데 그 가능성이 무궁무진한 뇌에 대한 정보를 모두 알아내는 순간, 우리 인류의 미래는 상상할 수 없는 발전과 진보가 있을거라는 생각이 드는군요. 밝혀진 뇌에 대한 의학적 정보도 복잡하고 어려운 내용인데 앞으로 계속 밝혀질 무궁무진한 뇌에 대한 정보는 어느 정도일지 상상이 되지 않네요. 아이와 함께 우리 뇌에 대하여 하나하나 살펴보는 시간을 가져봅니다.
인간의 뇌는 주름이 많아 조그맣게 머리뼈 속에 들어있어요. 하지만 아주 중요한 일을 하지요. 뇌가 없다면 우리는 움직일 수가 없어요. 뇌가 우리 신체를 연결해 주니 가능하지요. 뇌의 가장 바깥쪽 껍질인 피질로 생각하고, 상상하고, 배우고, 기억하는 모든 일을 가능하게 합니다. 우리가 생쥐보다 영리한 건 우리 뇌가 특별히 다른 물질로 되어 있어서가 아니라 피질이 훨씬 더 넓기 때문이에요. 사람이 미래를 생각할 수 있고, 예측할 수 있는 건 뇌에 있는 넓은 피질 덕분이에요.
눈, 코, 귀는 아무것도 모르지요. 모양, 색깔, 소리, 냄새 모두 뇌가 느끼는 거에요. 뇌는 캄캄한 머리뼈 속에서 상상하지요.
옛날 이집트인들은 생각이 심장에 있다고 생각했고, 마야인들은 생각이 간에 있다고 믿었어요. 다이너마이트 사고로 머리를 다친 게이지가 왜 성격이 변했는지 궁금해 하던 게이지를 치료했던 할로 박사의 관심으로부터 훗날 뇌의 앞쪽, 이마엽이 뇌에서 판단과 이성을 담당한다는 사실을 알게되었지요.
1861년 프랑스의 의사 피에르 폴 브로카는 말하기를 담당하는 뇌 부위가 따로 있음을 알게 되었어요. 뇌의 왼쪽 옆에 있는 브로카 영역이지요. 1874년 독일의 의사 베르니케는 언어에 장애가 있는 환자들을 연구하며 브로카 영역 바로 뒤쪽인 베로니카 영역이 손상되면 문법에 맞춰 조리 있게 말하는 능력을 잃고, 다른 사람의 말도 이해하지 못함을 알게 되었어요.
이제 과학자들은 알지요. 뇌는 통째로 온갖 일을 정신없이 하는게 아니고 뇌의 이쪽은 이런 일을 맡고, 저쪽은 저런 일을 맡으며, 어떤 부분은 운동을 맡고, 어떤 부분은 감각을 맡는다는 사실을 알게 되었어요.
골지는 뇌 샘플을 질산은 용액에 빠뜨려 뇌세포 몇 개가 염색되는 우연한 발견으로 골지의 염색법을 찾아내었지요. 드디어 과학자들은 뇌 속에 수없이 얽혀진 뉴런을 발견했어요. 우리 몸속 뉴런은 머리뼈 속에서 발가락까지 뻗어 있어 뇌의 명령을 전달해줘요.
뉴런이 있다고 저절로 생각을 하는 게 아니에요. 뉴런이 다른 뉴런에게 신호를 전달하지요. 뉴런에서 뉴런으로 전기가 흐르는데 뉴런의 암호를 읽을 수 있다면 노벨상 여러개를 받을거에요.
뇌 속 모든 뉴런의 연결망 지도를 커넥톰이라고 불러요. 자신의 유전자와 경험이 합쳐져 세상에 하나밖에 없는 커넥톰을 형성하지요. 무엇을 할 때도, 하지 않을 때도 뇌의 회로도는 천천히 달라져 뉴런의 그물망이 새로 연결되고 뉴런의 가지가 더 길게 자라요.
뉴런의 연결망을 알려면 뇌 단면 사진을 수만 장 쌓고 연결해서 3차원 입체 이미지로 만들어야 하지요. 우리의 커넥톰 정보는 지구의 디지털 데이터를 모두 합한 것만큼 어마어마한 용량이므로 그걸 모두 담을 수 있는 컴퓨터는 없어요. 언젠가 인간 커넥톰이 완성되면 사람들의 커넥톰이 서로 얼마나 다른지, 서로 얼마나 비슷한지 알게 될거에요. 먼 훗날 사람들은 신분증 대신 커넥톰 증을 갖게 될 거에요.
과학으로 마음을 읽을 수 있을까요? 과학자들은 최첨단 센서와 컴퓨터로 사람의 뇌 속에 떠오른 단어와 그림, 생각을 읽는 연구를 하고 있는데 브레인 리딩이라고 합니다. 한 가지 생각에 집중할 때 어느 부위의 뉴런이 가장 많이 활동하는지 촬영하는 거지요. 컴퓨터 스크린에 색색깔 뇌 영상이 나타나요. 뉴런 속에 전기가 흐를 때 전자기파가 나오는데 이를 뇌파라고 하지요. 뇌파 기록을 따로따로 컴퓨터에 저장해 생각 사전을 만들고 있어요.
과학자들은 두뇌 스캔 기계들을 계속 업그레이드하고 있고 최종 목표는 세상에 존재하는 모든 물체의 생각 사전을 만드는 거에요. 생각을 읽는 날이 와서 뇌와 기계가 연결된 세상이 온다면 생각만으로 컴퓨터 자판을 치고, 생각만으로 전화를 걸고, 생각만으로 로봇 팔과 다리를 움직일 수 있을거에요.
과학자들은 뇌의 해마가 기억에 중요한 일을 한다는 걸 알게 되었어요. 기억을 다운로드 하고 싶다면 해마에 칩을 장착하면 어떨지요. 아마도 미래에는 사람들의 해마에 칩을 장착하고 기억을 술술 다운로드 하게 될거에요.
휴면 브레인 프로젝트로 우리의 뇌 정보를 컴퓨터에 옮길 수 있다면, 뇌릍 컴퓨터로 재현할 수 있다면 어느 날 더 이상 살고 싶지 않을 때가 오면 그때에는 조용히 뇌 컴퓨터의 스위치를 뽑아버리면 되는 슬픈 일이 일어나지 않을지....
아이와 함께 뇌를 완전히 정복한 미래에 일어날지도 모르는 세상을 상상해보는 시간을 가져봅니다. 어쩌면 절대로 복제할 수 없는 뇌의 깊은 곳에 자리잡고 있을지도 모르는 영혼과 감정이 없는 뇌의 복제가 진정한 나 자신이 되지않을거라는 두려움과 걱정이 앞서게 됩니다.