책소개
인간의 본질에 대한 이해는 '커넥톰'에서 시작된다!
인간의 정신, 기억, 성격은 어떻게 뇌에 저장되고 활용되는가?『커넥톰 뇌의 지도』. 게놈프로젝트 이후 최대의 과학혁명이라 불리며 전 세계 과학계의 주목을 받고 있는 ‘커넥톰’ 연구 분야의 세계적 권위자, MIT 교수 승현준 박사가 커넥톰 연구과정과 그 성과, 그 미래 비전에 대해 쓴 첫 번째 대중서로, 1000억 개 신경세포의 모든 연결구조와 활동원리를 파악하기 위한 사상 초유의 프로젝트, 휴먼 커넥톰 연구의 모든 것을 고스란히 담고 있다.
이 책은 19세기 골상학에서부터 fMRI와 같은 첨단 과학기술이 이용되는 커넥톰 연구까지, 뇌의 구조를 파악하여 그 수수께끼를 풀어내려 했던 수많은 과학자들의 실험과 뇌의 지도를 작성하기 위한 뇌과학의 발달과정을 흥미진진하게 풀어낸다. 더불어 우리의 기억과 정신과 성격이 뇌에 저장되고 활용되는 원리는 물론이고 더 나아가 삶과 죽음의 의미까지 송두리째 바꿔놓을 커넥토미스의 미래를 전망한다.
저자소개
저자 승현준은 MIT의 교수. 커넥톰(Connectom) 분야의 세계적 권위자이자 뇌과학 분야를 선도하고 있는 한국계 과학자이다. 하버드대에서 이론물리학 박사학위를 받고 벨연구소 연구원을 지냈으며, 세계 최고의 의학연구기관으로 손꼽히는 하워드휴즈 의학연구소(Howard Hughes Medical Institute)의 연구원으로 활동하고 있다. 지난 1999년 인간의 뇌 신경 작용에서 영감을 얻어 인간의 지적 활동을 그대로 모방한 컴퓨터 프로그램을 세계 최초로 개발하여 학계의 주목을 받으며, 인간의 뇌 신경계와 비슷하게 작동하는 전자회로를 개발하여 [네이처]에 발표하기도 했다. 2010년 '나는 나의 커넥톰이다'라는 주제로 진행된 그의 TED 강연은 다시 한 번 세계의 이목을 집중시키며, '커넥톰'이라는 개념이 대중화되는 계기가 되었다. 최근에는 일반인들이 참여해 신경세포의 지도를 그리는 온라인 게임 ‘아이와이어(EyeWire)'를 개발, 커넥톰의 데이터 분석을 앞당길 수 있는 획기적인 시도라는 평가를 받으며 [사이언스]가 주최하는 ‘국제 과학기술 시각화 경연대회’에서 1위를 차지했으며, 130여 개국에서 10만 명이 넘는 사람들이 이 게임에 참여하기도 했다. 그의 첫 번째 저서인 이 책은 [가디언], [파이낸셜타임스] 등 전 세계 유력 언론들의 집중 조명을 받으며, 첨단 뇌과학의 현주소와 미래 전망을 보여주는 최고의 과학서라는 평가를 받고 있다.
목차
1부 크기가 중요한가?
1장 천재성과 광기
2장 경계 논쟁
2부 연결주의
3장 뉴런은 섬이 아니다
4장 밑바닥까지 모두 뉴런
5장 기억의 조립
3부 본성과 양육
6장 유전자의 숲 관리
7장 잠재력 쇄신하기
4부 커넥토믹스
8장 보는 것이 믿는 것이다
9장 자취를 따라서
10장 잘라 나누기
11장 부호 해독하기
12장 비교하기
13장 변화시키기
5부 인간의 한계를 넘어서
14장 얼리거나 절이거나
15장 ~로 저장(혹은 구원)하기
책속으로
피질 구역은 뇌 손상 후에 새로운 기능을 할 수 있을까? 뇌졸중 이후 회복된 환자들에게서 이것이 가능하다는 증거나 나타난다. 그러나 더욱 강력한 증거는 어렸을 때 뇌 손상을 입은 사례에서 찾을 수 있다. 간질은 반복하여 저절로 일어나는 발작 혹은 과도한 신경활동의 발현으로 정의된다. 심신이 아주 쇠약해질 정도로 빈번하게 발작을 일으키는 어린이의 경우에 치료를 위해 대뇌의 반구 하나를 전부 제거한다. 이는 가장 과격한 신경외과 수술 중의 하나인데, 대부분의 어린이들이 이 수술 후에 성공적으로 회복을 한다는 것은 경이로운 일이다. 수술이 이후에 비록 반대편 손의 동작에 장애를 갖게 되지만, 아이들은 걸을 수 있게 될 뿐만 아니라. 심지어 뛰기도 한다. 이이들의 지적 능력은 대부분 손상되지 않으며, 심지어는 수술로 발작 증상이 성공적으로 치료되고 나면 지적 능력이 향상되기도 한다.
69~70쪽
뇌를 통과하는 여행의 대부분에서 축삭은 나무의 줄기처럼 직선으로 자란다. 성장 원뿔이 일단 그 목적지에 도착하면, 축삭의 가지가 분기하기 시작한다. 과학자들은 이 최종 가지의 분기가 유전자의 엄격한 제어를 받지 않는다고 생각하는데, 여기에는 충분한 근거가 있다. 만일 이것이 사실이라면, 뉴런의 전반적 형태는 유전으로 결정될지 몰라도 상세한 분기 패턴은 거의 무작위적이다. 이와 마찬가지로, 소나무 숲의 나무들은 같은 유전적 계획에 따라 성장하기 때문에 서로 유사하게 보인다. 그러나 가지의 모양까지 정확하게 일치하는 나무는 없다 성장이 무작위적일 뿐만 아니라 환경의 영향 또한 받기 때문이다.
186쪽
커넥톰에서 기억을 읽어내는 일이 과연 실현될 수 있을까? 누군가 당신 뇌의 모든 뉴런의 스파이크를 측정하고 해독함으로써 당신의 지각이나 생각을 읽을 수 있을까? 일부 신경과학자들은 스파이크를 측정하는 기술이 충분히 발전하면 이것이 가능해지리라 믿고 있다. 그들은 어떻게 이런 일 이 가능하다고 생각하는 걸까? 제니퍼 애니스톤 뉴런이 스파이크를 일으키는 것을 보고 우리는 이미 그 사람이 제니퍼 애니스톤을 지각하고 있음을 추측할 수 있다. 이 작은 성공을 통해 신경과학자들은 모든 뉴런이 일으키는 스파이크가 우리의 생각이나 지각에 대한 완전한 그림을 제공할 것이라고 추측한다.
296쪽
천국은 정말 멋진 곳 같다 하지만 과연 내가 어떻게 거기로 갈 수 있을까? 이것은 어려운 문제이다. 앞으로 이 장에서 설명하겠지만, 아직은 실현 가능성이 높지 않은 한 가지 방법만이 제안되었을 뿐이다. 우리 뇌에 있는 뉴런들의 네트워크를 돌아다니는 전기신호를 시뮬레이션하는 것이다. 이런 시뮬레이션을 할 수 있을 정도로 강력한 컴퓨터가 이번 세기의 말까지는 개발될 수 있다고 한다. 컴퓨터 시뮬레이션에서 뉴런 모델들을 적절하게 배선하려면 커넥톰을 발견하는 것이 필수적이다. 지금으로서는 뇌를 파괴하지 않고 그 커넥톰을 발견한다는 것은 상상조차 할 수 없다. 이는 걱정스럽게 들리기는 하지만, 기독교의 천국이라는 것도 이보다 더 낫지는 않다. 천국에 가기 위해서도 우선 죽어야 한다.
404쪽
출판사 서평
게놈 프로젝트 이후 최대의 과학혁명, 커넥톰!
뇌 신경망에 의해 마침내 공개되는 인간과 정신의 비밀!
1,000억 개 신경세포의 모든 연결구조와 활동원리를 파악하기 위한 사상 초유의 프로젝트, 휴먼 커넥톰 연구의 모든 것! 인간의 모든 기억, 정신 그리고 성격이 뇌에 저장되고 활용되는 원리에서 인간 본질에 대한 근본적인 질문까지, 이 모든 수수께끼의 해답을 쥐고 있는 뇌 신경망의 설계도이자 인간 정신의 지도 커넥톰. 그 안에 감춰진 뇌와 의식의 비밀을 밝히기 위한 흥미진진 실험과 놀라운 발견들! 정신이란 인간의 뇌 안에서 일어나는 신경활동에 불과한가? 이 대담하고도 경이로운 도전의 끝에서 우리가 마주하게 될 결론은 과연 무엇인가? 의학적 발전을 뛰어넘어 삶과 죽음의 의미까지 뒤바꾸며 미래 사회에 혁명적 변화를 가져올 놀랍고도 흥미진진한 도전의 과정이 생생하게 펼쳐진다!
전 세계 지성계에 커넥톰이라는 화두를 던지며
세계적 석학과 언론의 주목을 받은 독보적 저서!
2013년 4월, 미국 오바마 대통령은 인간 두뇌 활동의 측정기술을 개발하여 그 작동 원리를 밝혀내기 위한 뇌 프로젝트에 1억 달러 이상의 예산을 투입할 것이라는 계획을 발표했다. '뇌 이니셔티브(Brain initiative)'로 불리는 이 프로젝트의 목표는 인간 두뇌 활동의 모든 경로와 지도를 완성하여 뇌 속의 신경세포가 어떻게 상호작용을 하는지를 규명하는 것이다. 유럽연합 역시 2013년부터 10억 유로 이상의 예산을 뇌 연구에 투자할 예정이다. 이처럼 인체 최고의 수수께끼이자 최후의 미스터리로 남아 있는 뇌의 신비를 풀기 위해 경쟁적으로 이루어지고 있는 뇌 연구의 중심에는 1,000억 개 신경세포의 모든 연결구조와 활동원리가 담긴 뇌의 지도, '커넥톰connectome'이 있다. 이 책은 게놈 프로젝트 이후 최대의 과학혁명이라 불리며 전 세계 과학계의 주목을 받고 있는 '커넥톰' 연구 분야의 세계적 권위자, MIT 교수 승현준(세바스천 승) 박사가 커넥톰 연구과정과 그 성과, 그리고 미래 비전에 대해 쓴 첫 번째 대중서로, 첨단 뇌과학의 현주소와 미래 전망을 보여주는 최고의 과학서라는 평가를 받고 있다.
승현준 박사는 이미 2010년 '나는 나의 커넥톰이다'라는 주제의 TED 강연을 통해 '커넥톰'이라는 개념을 소개했고, 이 강의는 세계적으로 주목을 받으며 '커넥톰'이라는 개념이 대중화되는 계기가 되었다. 이 강연을 출발점으로 해서 쓰여진 이 책은 출간되자마자 전 세계 지성계에 '커넥톰'이라는 화두를 던졌을 뿐만 아니라 세계적 석학과 언론의 이목을 집중시키며 [월스트리트저널] 선정 논픽션 부문 10대 도서에 선정되었다.
이 책에서 승현준 박사는 19세기 골상학에서부터 fMRI와 같은 첨단 과학기술이 이용되는 커넥톰 연구까지, 뇌의 구조를 파악하여 그 수수께끼를 풀어내려 했던 수많은 과학자들의 실험과 뇌의 지도를 작성하기 위한 뇌과학의 발달과정을 흥미진진하게 풀어나간다. 뿐만 아니라 우리의 기억과 정신과 성격이 뇌에 저장되고 활용되는 원리는 물론이고 더 나아가 삶과 죽음의 의미까지 송두리째 바꿔놓을 커넥토믹스의 미래 전망까지 흥미롭게 설명하며 커넥톰이라는 낯선 세계로 독자들을 빠져들게 하고 있다.
인간의 뇌와 정신에 대한 가장 담대하고 야심찬 도전!
전 세계 과학계가 주목한 뇌과학 프로젝트, 휴먼 커넥톰 연구의 비전과 미래 전망!
과학계가 커넥톰 연구가 주목을 하는 이유는 치매, 뇌졸중, 파킨슨병, 우울증과 같은 정신질환의 해법이 커넥톰 안에 담겨 있기 때문이다. 그리고 더 나아가 인간 본질에 대한 이해와 사람들 사이의 차이까지도 설명할 수 있기 때문이다.
지난 수십 년 동안 인간의 특성을 설명해주는 가장 과학적 근거는 유전자였다. 하지만 유전자만으로는 정신질환의 구체적인 원인이 무엇인지, 인간 개개인이 어떻게 지금의 뇌 구조를 가지게 되었으며, 인간 정신의 차이는 어디에서 기인하는지를 설명하지 못한다. 인간이 생각하고, 결정하고, 행동하는 기본적인 행동은 모두 뇌 속 신경세포 사이의 전기·화학적 신호전달에 의해 이루어진다는 점을 고려할 때, 우리를 우리 자신이게 만드는 것 즉, 인간의 유일함을 결정하는 것은 바로 커넥톰이라 할 수 있다. 이런 맥락에서 승현준 박사는 말한다. "나는 바로 나의 커넥톰이다."
커넥톰은 유전자와 달리 재연결(Reconnection), 재가중(Reweighting), 재배선(Rewiring), 재생성(Regeneration)의 과정을 통해 평생에 걸쳐 변화한다. 이 책에서는 인간의 정신, 기억 성격의 기반이 되는 커넥톰이 이 네 가지 과정을 통해 어떻게 변화하는지, 유전자와 환경은 커넥톰의 변화와 어떤 관계가 있는지를 보여주는 다양한 실험 결과와 인간의 커넥톰을 완성하고 변화시킬 수 있는 방법을 찾기 위한 수많은 과학자들의 대담하고 야심찬 도전을 흥미롭게 설명하고 있다.
아직까지 인간 마음의 지도이자 정신의 설계도라 할 수 있는 커넥톰을 완성을 위해서는 극복해야 할 기술적 한계가 남아 있다. 하지만 승현준 박사는 21세기 말 이전에 인간의 커넥톰이 완성되리라고 예상하면서, 인간 커넥톰의 완성은 정신장애의 치료라는 의학적 발전을 넘어서 과연 인간이라는 존재는 무엇인지에 대한 우리의 생각에도 완전히 바꿔놓을 것이라고 말한다. 그리고 한 걸음 더 나아가 인간의 신체를 냉동시킨 후 나중에 다시 부활하게 하려는 인체냉동보존술과 인간의 정신을 컴퓨터에 업로딩하여 컴퓨터 시뮬레이션으로 살아가는 정신 업로딩까지, 커넥톰의 발견이 가져올 혁명적 미래의 모습을 생생하게 그려내고 있다.
추천사
신경과학계에서 가장 촉망받고 있는 학자인 승현준 박사는 뜨거운 학문적 열정으로 경이로우면서도 매력적인 뇌과학의 첨단 분야를 흥미진진하게 설명해내고 있다.
스티븐 핑커_하버드대학교 교수, 《언어본능》저자
커넥톰에 관한 승현준 박사의 비전은 일상생활뿐만 아니라 우리의 신념에까지도 거대한 변화를 가져올 이 시대 과학의 정수를 보여준다.
김용_세계은행 총재
이 시대의 가장 혁신적인 과학자 세바스천 승은 이 책 통해 신경과학의 새로운 지평을 열고 있다. 뿐만 아니라 명쾌하면서도 우아한 글로 독자들을 매료시키고 있다.
스스무 도네가와_1987년 노벨 생리의학상 수상자
신경회로의 연결구조를 밝히는 데 뛰어난 성과를 보여준 세바스찬 승은 단언컨대 이 분야를 주도해나갈 최고의 과학자이며, 이 책을 통해 이 사실을 입증해 보여주고 있다.
에릭 캔델_2000년 노벨 생리의학상 수상자, 콜롬비아 대학교 교수
신경과학의 기본부터 최신 연구 분야까지, 인간이라는 우주에 관한 거대한 가상의 지도를 그려 보여줌으로써 독자들을 그의 열정에 빠져들게 만든다.
_[뉴욕 타임스]
뇌의 신경망은 어떻게 주변환경을 인지하면서 스스로를 변화시키고 정보를 저장하는지를 생생하게 보여주는 탁월한 저서이다.
_[워싱턴포스트]
인간의 자아란 전적으로 뇌 신경망에 의한 것임을 명백한 과학적 증거를 통해 강력하게 입증해 보여주고 있다.
_[네이처]
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