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2008.10.28 09:44

뇌에 대한 고찰

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시간 날때 문장을 정리토록 하겠습니다.^^
지금은 읽으시기가 편하지는 않으실 겁니다.


①뇌의 무게와 지능

우리들 뇌의 무게는 어느 정도일까?
-사람마다 약간의 차이가 있지만 무게 약 1400g에 부피로는 1400ml 정도가 된다.


사람은 다른 동물들과는 달리 뇌 무게에서 개인간 편차가 거의 없다.

그런데 아주 미미한 차이에도 불구하고 뇌가 무거울수록 머리가 좋다고 믿는 경향이 있다.

이는 속설에 불과하다. 뇌의 무게와 두뇌의 좋고 나쁨과의 관계에 대해 이제까지 뇌생리학적으로 증명된 바는 없다.

뇌의 무게와 두뇌의 좋고 나쁨이 비례한다면, 보통의 무게인 1400g보다 작은 무게인 뛰어난 인물들의

실례는 도저히 설명될수 없을 것이다.


②지능은 유전의 결과일까 환경의 산물일까?
-금방 태어난 아기의 뇌는 약 400∼500g으로 성인 뇌 무게의 약 30%밖에 안 된다. 그러나 신경세포(뉴런)의 수는 어른이나 마찬가지다. 단지 성장함에 따라 신경세포가 커지고 신경세포에서 뻗어나와, 다른 신경세포와 신호전달을 하는 시냅스 가지가 훨씬 복잡해지고 많아질 뿐이다. 이 시냅스 네트워크의 복잡성과 정교성이 지능으로 나타난다고 할수 있다. 즉 시냅스 가지가 덜 발달되어 있으면 지능이 낮고, 잘 발달되어 있으면 지능이 일반적으로 높다고 할 수 있다. 그러면 이 시냅스 네트워크의 복잡성을 좌우하는 것은 유전인가 환경인가? 지능이 높은 가계가 많이 알려져 있기 때문에 지능은 유전된다는 학설이 19세기 말부터 주장되어왔다. 그러나 일란성 및 이란성 쌍둥이의 지능차이, 백인과 흑인간의 지능차이 등에 대한 지금까지의 연구에서 유전설을 확실히 뒷받침하는 결정적인 단서는 아직 없다. 지능검사라는 형태로 지능을 측정하려는 시도는 프랑스의 비네가 처음 시작했다. 1904년 그는 교육으로 지적 장애를 개선할 수 있다는 전제 아래, 지적 장애아들을 찾아내기 위해 정신과 의사인 시몬과 함께 지능검사를 고안해냈다. 한편, 환경에 의해 지능이 결정된다는 주장도 많이 나오고 있다. 12년간 방안에 갇혀 자라난 미국 소녀는 말을 할 수도, 두 다리로 걸을 수도 없었으며 지능지수를 검사할 수조차 없었다. 쥐를 이용한 실험에서도 놀이기구가 많은 환경에서 자라난 쥐가 미로학습의 성적이 높다는 결과가 나왔다. 결국 뇌의 구조는 유전자로 결정되지만, 시냅스 수나 정보전달의 종류는 환경의 영향을 받는다고 할 수 있다. 중요한 하드웨어는 유전자에 의해 만들어지지만 미세한 구조와 기능은 교육과 환경에 의해 좌우된다는 말이다. 이처럼 우리의 지능은 유전과 환경의 상호작용에 의해 형성되는 것이다.


③본능은 하드웨어, 사고는 소프트웨어
-본능이란 그 생물의 유전정보에 따른 기억이라고 말할 수 있다. 본능은 크기와 기능이 확정된 불변의 그릇으로서 일종의 하드웨어일 뿐이다. 본능이 하드웨어에 속해있는 한 그 생물은 글자 그대로 본능에 따라 행동하기만하면 된다. 즉 스스로 생각할 필요가 없다. 또 생각할 수도 없다. 다시 말하면 하드웨어에 따라 행동하는 생물일수록 원시적인 뇌를 지녔다고 보면 된다. 대표적인 예가 곤충이다. 곤충은 살아있는 동안 학습의 결과로 어떤 정보를 뇌에 쌓는 일이 결코 없다. 오직 본능에 의해 생명활동을 하면서 살아갈 뿐이다. 사람처럼 생각하는 일은 전혀 없다. 그러나 고등동물로 갈수록 하드웨어인 본능에 의해 행동이 결정되는 비율은 점점 감소된다. 물론 인간이라 할지라도 원시적인 뇌의 흔적이 남아 있어서 본능에 의해 행동할 때도 있다. 그러나 이러한 경우는 비교적 적다. 즉 유전정보에 따른 기억으로 살아가지는 않는 것이다. 여기서 인간에게 반드시 필요한 소프트웨어가 있다면, 그것은 새로운 배움을 통해 얻게 되는 기억이다. 우리들의 뇌는 태어나서 죽을 때까지 자신의 소프트웨어를 스스로 만들어간다. 그리고 바로 이러한 작업이 다른 동물에게는 찾아볼 수 없는 감동이나 창조와 같은 삶의 즐거움을 가져다주는 것이다. -감각에 의한 사고 : "그랑프리 경주에서 우승하는 말은 예외없이 머리가 좋다. 왜냐하면 경기 중에 그 경기의 흐름을 감지하여 자신의 페이스를 고려하면서 달리기 때문이다"라는 기수의 말을 들은 적이 있다. 이 기수의 말을 믿는다면 말(horse)은 생각하는 동물이라고 볼수 있다. 그렇다면 말은 무엇으로 생각할까? 대부분의 사람들은 인간은 언어로 생각한다고 믿는다. 뒤집어 말하면 언어능력을 획득하지 못하는 한 그 어떤 동물도 생각할 수 없다는 이야기가 된다. 이렇게 생각하는 일들에게 경주마에 관한 앞의 이야기는 모순으로 여겨질 것이다. 그러나 정말로 인간은 언어로만 생각할까? 예를 들어, 갓 태어난 아이는 어떠할까? 신생아는 엄마에게서 나는 냄새와 촉감으로 자신의 엄마를 알아낸다. 이것은 감각에 의한 사고이다. 즉, 언어를 모르는 어린이라도 틀림없이 생각하고 있는 것이다. 우리 주변에 있는 개나 고양이처럼 사람과 생활하는 중에 사람의 생각을 어느 정도 알아듣고 반응하는 경우도 잇다. 이들 동물은 분명히 언어로 생각하고 있는 것은 아니다. 그들 고유의 사고력을 가동하여 사람의 말이나 행동을 이해하고 있는 것이다. 언어에 의존하지 않는 사고 형태도 있다. 이같은 사실을 염두에 두면 우리의 뇌에 대한 이해도 한층 깊어질 것이다.


④사람의 뇌가 보여주는 생물진화의 과정
-19세기 독일의 해부학자 에른스트 헤켈(E.H.Haeckel)은 '태 내에서의 태아 발달과정은 진화의 과정을 되풀이 하는 것'이라는 학설을 발표한 바 있다. 이와 똑같은 내용을 뇌의 발달과정에서 찾아낸 사람이, 미국 국립위생연구소의 뇌진화 연구실장인 폴 맥린이다. 태아의 뇌는 안쪽에서 바깥쪽으로 발달해간다. 이때 가장 먼저 생겨나는 부분이 뇌의 가장 안쪽에 위치한 뇌간이다. 뇌간을 둘러싸고 있는 부분이 대뇌변연계이고 대뇌변연계를 둘러싸고 있는 바깥 부분이 신피질이다. 맥린에 따르면 이러한 삼층구조는 생물진화의 과정을 보여주고 있다. 뇌의 가장 안쪽에 있는 뇌간의 끝부분은 파충류에서도 발견된다고 하여 맥린은 이 부분을 '파충류뇌'라고 불렀다. 그는 이 파충류뇌가 진화의 초기에 생성된 것으로 보았다. 뇌간의 끝부분을 둘러싸고 있는 대뇌변연계는 파충류에서는 찾아볼 수 없고, 포유류에서 발견되므로 이를 진화상 중간 단계에서 발달한 것으로 보았다. (대뇌변연계는 하등 포유류들이 지니고 있는 뇌로서 구포유류뇌라고도 한다.) 가장 바깥쪽에서 안쪽의 두뇌를 둘러싸고 있는 신피질에는 앞서 이야기했던 전두엽이 포함되어있다. 신피질은 고등 포유류나 영장류에서만 찾아볼 수 있다. 따라서 맥린은 이 신피질이 진화의 가장 마지막 단계에서 출현한 것으로 보았다. 물론, 파충류에서 하등 포유류, 하등 포유류에서 고등 포유류, 그리고 영장류로 이어지는 진화의 과정과 뇌의 발달과정 즉 대뇌의 삼층구조가 정확히 일치하는 것은 아니다. 하지만 맥린의 학설은 뇌생리학계에서 자주 인용된다. ;맥린은 생물진화과정과 뇌의 삼층구조를 단순히 관련지은 것은 아니다. 그는 인간 뇌에 대해 깊이있게 연구하여 나름대로의 주장을 내놓은 것이다. 예를 들면 인간이 보이는 공격적 행동이나 세력다툼을 생각할 때, 이러한 행위에 관여하는 뇌가 바로 파충류뇌라고 맥린은 생각했다. 즉 우리들은 태고적의 본능을 우리 내면에 지니고 있다는 것이다. 또한 대뇌변연계도 우리의 정서에 관여하는 것으로 추측되는데, 이러한 점이 파충류와 포유류를 구분짓는 중요한 획이라고 그는 생각한다. 어쨌든 이러한 두뇌를 감싸고 있는 것이 영장류에게서 발달한 신피질이라는 것이다. 이렇게 보면 사람의 뇌는 파충유뇌, 포유류뇌, 영장류뇌의 삼층이 하나로 묶여진 것이라고 볼 수 있다. 만일 뇌의 진화를 정보량의 증가라고 본다면 다음과 같이 가정할 수 있다. 우선 우리의 눈을 통해 흡수된 정보가 축적되면 파충류뇌 주변에 새로운 정보를 받아들일 수 있는 그릇 곧 대뇌변연계가 탄생한다. 이어서 대뇌변연계에 정보가 축적되고, 그 정보와 질이 다른 고도의 정보를 흡수할 수 있는 제3의 그릇인 신피질이 탄생한다. 이러한 3단계 발달을 끝으로 정보량의 증가에 의한 뇌구조의 진화 즉, 하드웨어의 진화는 멈추는 것으로 생각된다. 이같은 뇌 진화가 끝난 시기는 지금으로부터 10만년 전이라고 생각된다. 네안데르탈인과 현대인의 뇌용량에 차이가 없는 점으로 보아 이렇게 판단하는 데 무리가 없다.


⑤집중력과 두뇌발달
-'머리가 좋은 사람'은 여러 가지로 정의할 수 있다. 하지만 뇌생리학적으로 볼 때 머리가 좋은 사람이란 집중력이 강한 사람이라고 말할 수 있다. 자동차나 전기제품 등은 사용할수록 낡고 고장이 나서 결국 버리게 되지만 우리 뇌만은 예외이다. 우리 뇌는 사용할수록 나날이 젊어진다. 두뇌의 지속적 사용이 필요하다는 이야기인데, 특히 중요한 점은, 우리의 두뇌에 신선한 자극을 계속 주어야 한다는 것이다. 같은 종류의 자극만 계속 주면 뇌의 특정부위만 활동한다. 따라서 자극이 주어지지 않는 다른 부위는 노화속도가 그만큼 빨라지게 된다. 여기서 말하는 같은 종류의 자극이란 평상시의 생활 중에서 거의 습관화된 행동이나 사고를 뜻한다. 이와는 반대로 지금까지 당연하다고 생각해온 행동이나 사고내용에 대해, '왜 그럴까?' '만일 이렇게 했다면?' '만일 이러한 방법을 썼다면?'... 하고 의문을 제기한다면 어떤 일이 우리 뇌에 일어날까? 이러한 의문제기는 뇌에 신선한 자극으로 작용한다. 그 결과 이제까지 작동되지 않고 있던 정보 흐름의 회로망, 즉 시냅스가 활발히 가동된다. 뿐만 아니라 다른 시냅스와 새로운 회로가 만들어진다. 그에 따라 뇌 전체를 활성화시키고 나아가 뇌세포의 노화속도를 지연시킨다. 뇌에 신선한 자극을 주기 위해서는 현재 생각하고 있는 어떤 주제나 내용에 대해, '이것 말고 더 좋은 것은 없을까?'라는 식으로 늘 의문을 품는 자세가 중요하다. 이러한 의문의 자세는 우리의 본능 중 하나인 호기심도 자극하여 생활의 의욕을 왕성하게 만든다.


⑥뇌가 어떻게 체온조절을 하나?(인체의 자동 온도조절장치)
-인체에 있는 100조 개 정도의 세포들이 효율적으로 작동하기 위해서는 일정한 환경을 필요로 한다. 모든 사람의 체온은 약 37℃ 정도다. 체온이 조금이라도 변동된다면 사람들은 병에 걸렸다고 느낄 것이다. 뇌의 일부분인 시상하부는 인체의 자동체온조절기 구실을 하여 외부 온도의 높고 낮음에 상관없이 일정한 체온을 유지시킨다. 비록 손발이 차가워도 신체 중심부-뇌와 함께-는 항상 보호받고 있다. 시상하부에 있는 신경원들은 항상 혈류를 감시한다. 체온이 상승하면, 시상하부는 바로 자율신경계를 통해 메시지를 전달하여 땀을 분비하고 피부의 혈관을 확장시킨다. 체온이 낮아지면, 피부의 감각세포가 이를 감지하여 피부 혈관을 수축시키기위한 신호를 보내게 된다. 근육은 열 생산을 위해 떨게 된다. 그리하여 치아가 서로 부딪치고 소름이 돋게 되며, 시상하부는 에피네프린 호르몬과 노르에피네프린 호르몬을 분비하여 일시적으로 신체의 대사율을 높이고 열을 생산하게 되다. -발열은 뇌의 체온조절에 어떻게 영향을 줄까? 발열이란 세균독소, 이물질과 손상된 조직의 부산물에 대해 뇌가 반응한 결과다. 아직 확실치는 않으나, 발열인자라 부르는 이들 물질은 시상하부의 체온조절기를 높은 수준으로 맞춰놓는 능력이 있다. 이렇게 높은 수준으로 맞춰지게 되면 시상하부는 더 이상 정상적인 37℃ 안팎의 발열 및 냉각 기능이 작동되지 않고, 대신 발열인자로 인해 높아진 새로운 온도가 체온의 기준이 된다. 체온조절기가 새로운 높은 수준에 처음 맞춰지면, 시상하부는 신체가 지나치게 냉각된 경우와 마찬가지 만응을 보여 평상시의 열생산 기능을 작동시켜, 몸이 떨리고 소름이 돋고 한기를 느끼게 한다. 그러므로 떨림은 발열의 시작 증상이고 열이 나는 동안은 비록 방의 온도가 따뜻하다 해도 한기를 느끼게 된다. 해열과정도 비슷하게 진행된다. 열이 내리면, 체온 자동조절기는 정상체온으로 고정되어 시상하부는 몸이 너무 뜨겁다는 것을 갑자기 느끼게 된다. 이로 인해 땀이 분비되고 혈류의 증가로 피부에 홍조가 나타나 발열이 나타남을 알리는 전형적인 증세를 보인다. 체온이 41.1℃ 이상 되면 매우 위험할 수 있다. 이 온도에서는 미세한 효소들은 활성을 잃고 전체 몸의 세포는 파괴된다. 간, 신장 등 주요 기관의 손상은 죽음을 초래한다. 의사들은 복합적인 약물요법과 알코올 목욕과 같은 직접적인 감온요법으로 체온을 떨어뜨리는 것이 보통이다.


⑦생활 속의 두뇌훈련,두뇌활성법
-ⓐ두뇌 효율면에서 본 주간형과 야간형; 우리의 뇌가 잠자는 시간을 뺀 나머지 시간동안 항상 맑은 상태로 유지된다면 시간활용 면에서 그 이상 효율적일 수 없을 것이다. 아침에 눈을 뜬 후부터 잠자리에 들기 전까지 공부든 독서든 그외의 어떤 일이든 매우 잘 이루어질것이다. 그러나 이처럼 아침 일찍부터 밤 늦게까지 항상 좋은 상태로 유지되는 뇌를 지닌 사람은 아무도 없다. 대부분은 아침에 강한 타입이든가 밤에 강한 타입 둘 중에 하나이다. 이 둘 중 어느 쪽에 해당하든지 신체조건에 두뇌활동을 맞추어 공부를 하든지 책을 읽든지 하는 것이라고 볼 수 있다. 어쨌든 뇌의 활동 측면에서 본다면 어느 타입이 더 유리할까? 두뇌활동은 밤보다는 낮에 더 활발하다. 따라서 우리들은 주로 낮에 일을 하고 공부도 하게 되는데, 그 결과 밤이 되면 졸립고 피곤해지며 두뇌 전체의 활동수준도 낮아질 수밖에 없다. 한편 야간 우세형은 그 나름대로 장점이 있다. 즉 낮 시간동안에 혹사당한 왼쪽 뇌는 밤이 되면 오른쪽 뇌에 비해 빨리 그 활동 수준이 떨어진다. 다시 말하면 왼쪽 뇌의 활동이 억제되는 대신에 오른쪽 뇌의 활동이 매우 활발해진다. 야간형인 사람은 바로 이러한 점을 의식적으로 이용할 수 있다. 즉 사업구상을 하거나 독서를 즐기거나 하는 일에 오른쪽 뇌의 자유로운 이미지력을 한껏 발휘할 수 있는 것이다. 이런 면에서 주간형인 사람도 걱정할 필요는 없다. 주간형인 사람이라면 이른 아침 시간을 활용할 수 있기 때문이다. 즉 왼쪽 뇌가 아직 전면에 나서지 않는 이른 아침에는 오른쪽 뇌가 활발하게 움직이는 시간이므로 이 시간대를 잘 이용하면 된다. -ⓑ의도적으로 왼손 사용하기 ; 우리의 두뇌와 몸의 구조는 서로 반대로 연결되어 있어서 오른쪽 뇌가 몸의 왼쪽 반을 통제한다는 것은 이미 설명한 바 있다. 때문에 오른쪽 뇌에 자극을 주려면 의도적으로 왼손이나 왼발을 사용해야 하는 것이다. 특히 왼손의 손가락 또는 왼발의 발가락을 움직이는 것은 오른쪽 뇌에 강한 자극이 된다. 물론 왼손을 사용함으로써 순식간에 직관력이 강해지고 오른쪽 뇌 사고가 활발해지는 것은 아니다. 그렇지만 왼손이나 왼발사용은 오른쪽 뇌를 활성화시켜주는 주된 방법이 됨은 확실하다. 왼손으로 기타를 치거나 피곤함을 느낄 때 책상 위를 피아노 건반처럼 생각하고 왼손으로 가볍게 두들겨보는 것처럼 아주 간단한 방법도 있다. 이런 활동은 장소에 구애받을 필요없이 언제라도 즐길 수 있다. 출근 버스 속에서도 좋고 등교길의 거리에서도 가능하다. 전철이나 버스의 손잡이를 잡을 때 왼손으로 잡는 것도 좋은 방법이다. 이때 그 효과를 높이려면 왼쪽 손가락을 이용하여 손잡이를 꽉 잡아야 한다. 또 평소에 오른손으로 들도 다니던 가방을 왼손으로 들어보는 것도 좋다. 이처럼 간단한 방법들도 아주 훌륭한 오른쪽 뇌 훈련이 된다. -ⓒ우뇌형 음악과 좌뇌형 음악 ; 사람마다 자신이 좋아하는 음악의 종류가 다르다. 판소리 같은 우리 고유의 음악을 좋아하는 이들도 있고, 오로지 재즈나 록 음악을 즐기는 사람도있으며 클래식을 들을 때 기분이 가장 좋다는 이들도 있다. 음악을 즐기는 것은 우리의 오른쪽 뇌이다. 그렇다면 어떤 음악이든지 관계없이 모두 오른쪽 뇌에 자극을 줄까? 그렇지는 않다. 음악이라해서 모두 오른쪽 뇌에 입력되는 것은 아니다. 음악에도 왼쪽 뇌 음악과 오른쪽 뇌 음악이 있다. 가요는 가사에 귀를 기울이게 되는 음악이므로 당연히 왼쪽 뇌의 언어기능이 관여를 한다. 따라서 오른쪽 뇌를 자극하지 못한다. 그렇다면 오른쪽 뇌 음악으로 대표적인 것은 무엇일까? 그것은 바로 클래식이다!!! 클래식 음악을 듣고 있는 사람의 뇌파를 조사해본 결과에 따르면, 오른쪽 뇌에 활동파(베타파)가 월등하게 많았다. 사실 클래식은 사람의 정서 변화를 교묘히 닮은... 아름다운 멜로디와 하모니를 담고 있어서 여러 가지 이미지를 자아낸다. 그렇기 때문에 클래식은 오른쪽 뇌를 자극한다. 바로 이런 면에서 클래식이야말로 오른쪽 뇌 음악으로서 가장 좋다. -ⓓ문제를 잠시 방치해보자 ; 모처럼 좋은 아이디어가 떠올랐는데 그것이 기획에까지 이르지 못하고 생각에 머무는 경우가 가끔 있게 마련이다. 이 때 그 생각을 계속 키워나가려고 하는 이들도 노력한 만큼 성과를 내지 못하는 것이 일반적이다. 아무리 생각해내려고 애를 써도 그 아이디어가 계속 발전하지 않는 이유는, 왼쪽 뇌의 논리적인 능력에 한계가 있기 때문이다. 이럴때야말로 오른쪽 뇌에 담아놓았던 여러 가지 이미지 형태의 아이디어를 가동시킬 순간이다. 그러나 이를 위해서는 준비기간이 필요하다. 중요한 역할을 수행할 오른쪽 뇌가 아직 본 궤도에 오르지 않은 상태이므로 다음 단계로 발전하지는 못한다. 오른쪽 뇌의 도움을 기대할 수 없는 이같은 상황에서는 아무리 머리를 쥐어짜도 별 소득이 없다. 시간낭비에다 피로만 쌓이게 된다. 이 때는 이삼일 또는 한 일주일 정도 시간적 여유를 갖는 것이 좋다. 이러한 유예기간 동안 오른쪽 뇌는 예전에 축적시켰던 이미지 형태의 정보들을 검색해 나간다. 그리고 마침내 얼마 전에 떠올랐던 아이디어와 관계되는 정보를 골라내는 작업을 계속해나간다. 시간적 여유나 기다림은 오른쪽 뇌를 움직여서 최초의 아이디어를 발전시켜나갈 힘을 제공한다. -ⓔ기분전환 ; 실패하거나 슬럼프에 빠져버려 의욕이 줄어드는 경우는 누구에게나 있는 법이다. 이럴 때 그 상태에 계속 매여 있으면 정말로 아무 일도 할 수 없게 된다. 이런 점을 잘 알면서도 벗어나기 어려운 경우가 있을 수 있다. 반드시 나쁜 것만은 아니지만 그 늪에 깊이 빠져 있다면 분명히 문제가 된다. 슬럼프에 빠져 있는 상태로는, 부정적인 이미지나 실패의 이미지가 머리게 꽉 차게 되어, 오른쪽 뇌 본래의 자유스러운 이미지가 떠오르지 않게 된다. 더구나 '이렇게 했다면 좋았을 걸' 하는 생각이 왼쪽 뇌에서 계속 맴돌면 오른쪽 뇌가 활동할 여지가 없어진다. 사고력이 쭈르러들고 기분은 계속 나빠지며 우물쭈물거릴 뿐이다. 이렇게 되면 기분만 상하게 되는 것이 아니라 뇌도 썩게 된다. 이같은 악순환을 끊어버리려면 기분전환이 무엇보다 필요하다. 가벼운 스포츠를 즐긴다던가, 재미있는 게임을 한다던가, 또는 왼쪽 뇌에서 언어를 밀어내야(논리적으로 생각하지 않아야) 한다. 또 다소 무리한 일이겠지만 책상에 앉아 공부에 매달려보는 것도 효과가 잇을 것이다. 어떤 활동을 하든지 부정적인 이미지를 없애면 뇌는 다시... 움직이게 된다. -ⓕ플로우 차트(flow chart) ; 여기에 담고 있는 내용은 똑같은데 쓰여진 방식이 다른 두 가지 서류가 있다고 하자. 하나는 거의 문장으로만 이루어진 것이고, 다른 하나는 문장을 가급적 줄인 반면에 중요한 점을 그림(도형)으로 나타낸 것이다. 이 두 종류의 서류 중에서 어느 쪽 서류가 읽거나 이해하기 쉬울까? 두말할 필요도 없이 후자일 것이다. 그림(도형) 자료는 그 내용을 한눈에 파악하기 쉽다. 즉, 정보전달에 언어 이상으로 효과적인 면을 지니고 있다. 이러한 효과를 낳는 것은 오른쪽 뇌가 지닌 도형인식 기능에 호소하고 있기 때문이다. 그러므로 보고서류에는 가급적 도표나 일러스트레이션(도해)을 많이 넣어 주는 것이 좋다. 보고서를 보는 사람의 이해도를 높일 수 있는 가장 확실한 방법이다. 어떤 일의 준비사항, 떠오른 아이디어, 기획작업 등 어떤 생각을 정리할 때도 도표를 이용하면 큰 도움이 된다. 이런 경우에는 플로우차트가 가장 좋다. 플로우 차트는, 머리에 떠오른 아이디어의 세부사항을 간단하나 말로 바꾼다음 그 진행순서나 예측되는 내용, 효과, 방향성 등을 도표로 나타내는 것이다. 플로우 차트 작성작업에는 오른쪽 뇌와 왼쪽 뇌가 함께 동원된다. 즉, 새로운 이미지는 오른쪽 뇌에서 떠오르게 되고, 그 줄거리를 어떻게 이어나갈 것인가는 왼쪽 뇌가 생각한다. 이런 작업 중에 새로운 이미지가 더해지기도 하는 등 오른쪽 뇌의 활동은 매우 중추적이다. 이렇게 본다면 그림이란, 전체를 한눈에 볼 수 있도록 함으로써 오른쪽 뇌에 이미지가 솟아나도록 해주고, 나아가 왼쪽 뇌로 하여금 논리적인 순서를 정하도록 한다는 점에서 매우 효과적인 설명수단이 된다. 어떤 업무를 수행하는 데에는 전체 상황을 한눈에 파악하는 능력이 필요하다. 따라서 평상시에 도표를 적극적으로 작성하고 활용하는 습관을 익힌다면 이러한 능력이 한층 향상될 것이다.


⑧IQ/EQ
-최근 들어 인간의 성공,건강,행복에 관한 새로운 관점을 제공한... 정서지능과 이의 측정개념인 EQ가 전 세계적인 선풍을 일으켰다. 이른바 정서지능(Emotional Intelligence) 또는 정서지수(Emotional Quotient:EQ)가 화제의 대상이다. 우리 인간의 마음은 두 부분으로 나누어 볼 수 있다. 즉, 욕망의 마음 또는 정서적 마음이라는 부분과, 이성의 마음 또는 지성적 마음이라는 부분이 있다. 정서적 마음이란, 진화적으로 보다 일직 발달된 것으로서 동물에서는 이 부분만이 극히 발달되어 있다. 반면 지성적 마음이란, 진화적으로 보다 늦게 발달된 마음으로 특히 사람에게 발달되어 있다. 정서적 마음을 관장하는 뇌부위를 변연계라 부르는데, 이것은 뇌피질 아래 그리고 생명 중추인 뇌간의 위에 있다. 변연계 가운데서도 특히 편도체라 부르는 곳에서 분노·슬픔·공포·욕망·놀라움·불쾌·불안과 같은 각종 정서가 지배된다. 뇌 가운데 가장 늦게 발달되며 뇌의 가장 바깥 부분을 이루는 곳을 신피질이라 하는데, 이 부위에서 지성적 이성적 마음을 지배한다. 즉 신피질은 일을 계획하고, 기억하며, 사랑하고, 염려하고, 도덕적 또는 윤리적 판단을 내리도록 하는 기능을 한다. 뱀은 자기 새끼를 사랑하거나 돌볼 줄 모르고 잡아먹는데, 그 이유는 뱀의 뇌에는 지성적·이성적 마음을 지배하는 신피질이 없기 때문이며, 포유류가 자식을 사랑하고 돌볼 줄 아는 것은 신피질이 잘 발달되어 있기 때문이다. 인간의 경우도 진화 초기 단계에는 정서뇌인 변연계만이 주로 발달되었다. 현존하는 포유동물 가운데도 진화의 정도가 낮은 쥐와같은 동물은 변연계가 잘 발달되어 있지만, 지성의 뇌인 신피질의 발달은 빈약하다. 포유류 가운데서도 원숭이와 같은 영장류에 이르면 정서뇌와 지능뇌가 골고루 발달되어 잇으며, 사람에 이르면 지능뇌가 정서뇌보다 훨씬 더 발달된다. 이처럼 신피질의 발달 정도가 진화의 정도를 가리는 데 유용하게 사용된다. 정서적인 마음과 지성적인 마음은 상호 대립적이 아니라 상호 보완적 기능을 하는 것으로서, 이 두 마음이 얼마나 잘 균형을 유지할 수 있느냐 하는 것이 정서지능의 핵심이며, 우리들 삶의 풍요와 만족을 이루는 데 결정적 역할을 한다. 정서지능의 발달은 이 두 가지 뇌 사이의 원만한 연결에 의해 이 두 기능이 서로조화롭게 유지되느냐 여부에 크게 의존한다. 만약 정서뇌인 편도체와 지성적 기능을 담당하는 전두피질과의 사이를 절단해버리면 정서는 전혀 조절되지 않은 광란의 상태로 나타난다. 이것은 바로 정상시에는 이성의 뇌와 감정의 뇌가 서로 연락하여 적절하게 상황을 조절해가며 대처해가는데, 이 양자의 관계가 끊어지면 조절기능이 사라지고 일방적 정서기능만이 살아난다는 뜻이다. 한편 정서적 마음은 자극을 보는 순간 반사적으로 일어나는 재빠른 반응이며, 이성적 마음은 자극을 보고 해석한 후 일어나는 비교적 늦은 반응이다. IQ와 EQ는 반대되는 능력이 아니라 서로 혼합되어 있는 것이다. 사람에 따라 높은 IQ를 갖지만 EQ가 아주 낮을 수도 있고, 그 반대의 경우도 있지만 이런 극단적인 경우는 희귀하다. 실제로 조사를 해보면 IQ와 EQ 간에는 약간의 상관관계가 나타난다고 한다. 다시 말해 IQ가 높은 사람이 EQ도 높을 가능성이 있다는 것이다. IQ측정의 경우, 표준화된 검사가 대단히 많고 또 거의 모든 사람이 검사에 친숙해 있지만 정서지능을 측정하는 검사는 아직까지 표준화된 것이 없을 뿐만 아니라, 검사지와 연필만 사용하여 측정 가능한 IQ검사처럼, 지필만으로 EQ를 검사하는 것은 불가능할 것이라고 주장하는 사람도 있다. 비록 정서지능의 구성 요인에 관해서는 많은 연구가 진행되고 있고, 이런 요인들 가운데 공감 능력과 같은 정서지능요인을 얼굴표정의 변화를 담은 비디오 필름을 관찰하여 사람의 감정능력을 측정할 수 있다고도 하지만 아직은 논쟁 단계에 있다. 정서지능은 여러 가지 요인들로 구성되어 있는 복합적 성질을 갖고 있으며, 자각능력(자신의 감정을 아는 능력), 정서를 관리할 줄 아는 능력, 자기 스스로의 동기를 부추기는 능력, 남의 감정을 읽을줄 아는 공감 능력, 그리고 인간 관계 기술 능력과 같은 다섯 가지 요인으로 구분할 수 있다.


⑨무한히 성장하는 뇌회로망
-구리선을 감싸고 있는 전기줄의 껍질이 벗겨지게 되면 전기를 제대로 전달할 수 없게 된다. 즉, '누전 현상'이 일어나는데 우리들의 뇌에도 이와 비슷한 점이 있다. 인간 뇌의 기본 구조는 태아기와 생후 수개월 간의 신생아 시기에 거의 완성되는데, 이 구조에는 뇌신경 회로망의 배선도 포함되어 있다. 그러나 이 회로망의 배선은 거의 껍질이 벗겨진 상태이다. 중추적인 뇌 신경세포인 뉴런에서 뻗어나와 있는 배선 즉, 신경섬유를 '축색(axon)'이라고 부른다. 이 축색은 전기줄의 경우처럼 바깥에 껍질이 씌어지지 않는다면 그 기능을 충분히 발휘하기가 곤란하다. 그 기능을 제대로 발휘하기 위해서 껍질이 씌어져야 하는데, 수초가 바로 이 껍질의 역할을 한다. 어린아이의 뇌는 출생 후 빠른 속도로 자라는데, 이것이 가능한 것은 수초의 역할 때문이다. 축색에 수초가 감겨져 껍질이 생성되어 감에 따라... 뇌는 점점 자라고 머리도 점점 커지는 것이다. 수초가 만들어지는 속도는 뇌가 성장하는 속도와 비슷하다. 수초를 포함한 뇌의 성장은.. 아이가 세 살 정도가 되면 전체의 70%, 열 살쯤이 되면 90%가 완성된다. 이러한 점에서 조기교육이 필수적이라 볼 수도 있다. 그러나 조기교육이 욕심만큼 쉽게 이루어질 수는 없다. 왜냐하면 수초의 발달은 뇌 전체에 걸쳐 동시에 일어나는 것이 아니기 때문이다. 세 살쯤에 70%가 완성된다고 했지만, 생물체로서 생명 유지에 필수적인 운동이나 감각을 담당하는 부분의 발달이 우선적으로 이루어진다. (나머지 사고 기능을 담당하는 부위는 그 후에 서서히 완성된다) 그 반면에 영장류로서 고도의 정신기능을 발휘하는 부분들, 특히 사고와 창조의 중추인 전두엽, 기억과 판단의 중추인 측두엽은... 평생을 거치더라도 100%까지는 완성되지 못한다. 수초가 열 살경에 90% 발달된다고 하면, 나머지 일생동안 10%가 서서히 완성되어 간다는 말이 된다. 즉, 조기교육을 실시하여 그 효과가 자녀에게 나타나기를 기대할 수도 있지만, 우리들의 뇌는 사고활동을 계속하는 한..... 죽는 그날까지 성장한다는 사실도 염두에 두어야 한다.


⑩술과 담배
-성인들이 즐기는 기호품 중 대표적인 것으로 술과 담배가 있다. 알코올에는 감정 억제력을 일시적으로 마비시키는 기능이 있다. 뇌로 이야기한다면 왼쪽 뇌의 논리적 기능를 흐트러뜨리는 성분이 들어 있다. 따라서 술은 적당히만 마시면 기분을 풀어줌으로써 즐거운 마음이 들게 만든다. 때문에 알콜은 스트레스를 해소해 주거나 인간관계와 의사소통을 원활하게 해 준다. 그런데 알코올은 우리들의 뇐쪽 뇌에만 영향을 주는 것은 아니다. 즉, 오른쪽 뇌의 기능도 마비시킨다. 술을 마시고 나면 정신적 활동이 활발해져서... 평소에 생각하지 못했던 흥미로운 생각들이 떠오른다고 말하는 사람도 있다. 그러나 창의성 발휘에 술은 큰 도움을 주지 못한다. 왼쪽 뇌보다는 오른쪽 뇌가 알코올에 약하다는 실험 결과도 있다. 이러한 결과에 의한다면 술은 창조성의 적(!)이라고 말할 수 있다. 한편 담배는 건강에 매우 해롭다고 알려져서 담배를 끊는 사람이 점차 늘고 있다. 그러나 한 쪽에서는 여전히 담배가 애호되고 있는 바, 담배의 도움으로 긴장을 풀수 있고 기분전환을 할 수 있다는 등.. 정신적으로 유효한 측면이 인정되고 있다. 그러나 알코올과 마찬가지로 담배도 뇌에 별로 이롭지 못하다. 담배에 포함되어 있는 니코틴은 뇌로 연결되는 혈관을 수축시킴으로써 뇌로 가는 영양공급을 저해한다. 따라서, 담배를 습관적으로 피우는 사람들의 뇌는 만성적인 "영양공급 부족 상태"(!!!)가 된다. 이런 상태의 뇌를 가지고서는 활발한 뇌의 움직임이나 효율을 기대할 수 없다. 알코올과 니코틴을 '약간씩 즐기는 것'은 뇌에 큰 해가 되지 않는다. 그러나 뇌의 활동을 촉진시켜주지 못한다는 사실도 분명(!!)하다.


⑪뇌의 기억용량
-컴퓨터와 사람의 뇌 중 어느 쪽이 더 많은 사실을 기억할 수 있을까? 이 질문에 대해 결론부터 이야기한다면, 현재의 컴퓨터 용량은 인간 뇌의 기억 용량에 턱도 없이 모자란다는 것이다. 컴퓨터의 정보량을 표시하는 단위인 '비트'로 말한다면, 우리가 일생동안 취급하는 정보는 10의18승비트이다. 이만한 정도의 정보를 처리하는 컴퓨터는 현재로서는 없다. 물론 사람은 망각하거나 회상해내지 못하는 일을 수없이 겪으면서 생활하고 있다. 따라서 10의18승비트 만큼의 정보를 모두 기억하고 있지는 않다. 실제로 맥갈이라는 미국의 신경학자는 99%는 망각될 것이라고 말할 정도이다. 이 말대로라면 10의18승비트가 우리의 기억 용량이다. 이 수치는 '조(兆)'보다 한 단계 위의 단위인 경(京:1경은 1조의 1만배)의 수준이 된다. 이같은 인간 뇌의 기억용량은 우리가 상상도 하지 못할 수준이 아닌가? 누구나 이만큼의 기억용량을 지니고 있다. 다만 중요한 것은 그것을 어떻게? 사용하는가 하는 방법이다.


⑫나이에 따라 뇌에 어떤 변화가 생기는가?
-20세가 될 때까지 우리의 신경원은..... 보통 수천 개가 죽고, 대부분은 재생되지 않는다. 30세를 넘으면 하루에 10만개에서 20만개의 뇌세포가 계속 죽어간다. 그러나 우리는 1000억 개나 되는 신경원을 갖고 태어나기 때문에, 하루에 5000개씩 없어진다 해도 90세 까지는 999억 8358만 5000개가 남는다. 20대가 되면 신경세포가 소실되면서 뇌의 무게는 매년 0.9g씩 감소하게 된다. 신경원의 소실은 예측할 수 없는 어떤 결과를 낳게 된다. 인지과정, 지적행동, 사물지각등은 나이가 들면서 폭넓게 다양한 정도로 서서히 감소된다.


⑬인간두뇌의 독특한 점은 무엇일까?
-몇몇 동물들의 두뇌는 어떤 점에서는 인간보다 분명히 우월하다. 뱀장어, 연어, 북미산 순록, 그리고 많은 종류의 새들은 장거리 이동 때 놀랄만한 방향감각을 발휘한다. 개나 고양이를 길러본 사람들은 이 동물들의 후각과 청각이 사람의 그것보다 뛰어나다는 것을 알고 있다. 동물들의 이런 인간보다 뛰어난 능력 이면에는.. 그런 특별한 기능이 발휘되도록 확장되거나 발달된 특수한 뇌의 영역이 있다. 다시 말해서, 인간의 뇌와 다른 동물의 뇌를 구별짓는 것은 대뇌피질의 크기다. 대뇌피질은 대뇌반구와 엽들의 회백질을 약 0.6cm 두께로 덮고 있는데, 모든 동물들 중에서 사람만 유일하게 대뇌피질이 신체크기에 비해 크다. 그러나 이에 그치지 않고 인간의 대뇌피질에는... 막대한 양의 주름과 융기인 회(回), 뇌회(腦回)와 홈인 틈과 구(溝) 그리고 능선들이 있다. 이러한 모든 특징들은 피질의 표면적을 증가시켜, 제한된 두개골 공간안에 최대한의 회백질이 들어갈 수 있다. 비교적 평평한 피질을 지닌 하등동물의 뇌는 표면적이 적으며 회백질도 적다. 대부분의 과학자들은 인간의 두뇌에 있는 능력들이, 대뇌피질에 기인한다는 점에 동의하고 있다. 요컨대 인간의 말하는 능력이나 문자언어를 사용하는 능력은 대뇌피질에서 비롯된 것이며, 그러한 능력은 인간을 다른 동물들과 구분짓고 있다. 인간은 이러한 능력들을 토대로... 사고, 판단, 관찰, 분석 및 총괄적인 문제해결 능력을 발휘하여, 앞날을 계획하고 미래를 예측한다.


⑭ 두 대뇌반구의 전문적인 능력은 무엇인가?
-우리의 머리속에 두 개의 독립된 뇌를 갖고 있다는 개념은 다소 잘못된 것이다. 일반적으로 각각의 대뇌반구가 어떤 기능을 완전히 독점하는 것은 드물지만, 특정 기능을 전문적으로 발휘하는 것으로 보인다. 좌측뇌는 언어 및 문자사용, 논리 및 수리 그리고 과학적인 사고를 담당한다. 주로 좌측 뇌가 담당하는 작업은 쓰기, 부기, 판매, 실험실 작업 등이다. 우측 뇌는 사물의 유형과 형태 및 상관관계를 인지하는 데 뛰어나다. 예를 들어, 이러한 기능은 아마도 얼굴을 기억하는 데 도움이 되는 것으로 보인다. 통찰력과 상상력의 대부분을 관장하고 예술 작품을 감상하며 유머를 이해하는 것은 오른쪽 뇌가 담당하는 것으로 생각된다. 건축가는 음악가나 정원사처럼 주로 우측 대뇌반구를 사용한다. 우측 대뇌반구는 분명히 언어의 감정적 뉘앙스를 만들고 인지하는 역할을 담당한다. 예를 들어, 다음과 같은 말을 생각해 보자. "당신의 말은 믿을 수가 없소! " ...이 말은 어떻게 말하냐에 따라 비판도 되고 탄복도 될 수 있다. 오른쪽 뇌가 뇌졸중으로 손상된 사람은 억양을 이해할 수 없다. 우측 뇌손상을 받은 사람이 비록 "당신의 말은 믿을 수가 없소! "라고 말할 수는 있다고 해도, 억양의 변화는 나타내지 못할 것이다.


⑮뇌는 인체의 성장과 어떤 관계가 있는가?
-무력한 3kg의 영아가 완전한 성인으로 변화하는 과정은, 한쌍으로 존재하는 뇌하수체와 함께 작용하는 시상하부에 의해 조절된다. 각 기관은 고유의 기능을 갖고 있으나 상호의존적이다. 그들의 작용은 단지 시상하부만이 판독할 수 있는 생물학적 리듬에 맞추어지고, 시상하부는 이 리듬을 뇌하수체가 이해할 수 있는 신호로 바꾼다. 성장이란, 뇌하수체에서 화학적으로 합성되는 성장호르몬(GH)에 대한 어린 신체의 반응이다. 따라서 뇌하수체는 이같은 호르몬을 분비하므로 성장과정을 조절한다고 말할 수 있다. 그러나 뇌하수체가 종종 "성장의 주된 조절선"이라 불리기는 하나, 이것은 시상하부의 영향 아래 직접 작용하는 것이다. GH는 잠자는 동안 분비되어 혈류를 통해 인체 각 부위에 전달된다. 그러나 이 호르몬은 세포 안에 이미 존재하는 소위 수용체 분자들과 연결될 때만 성장을 촉진시킨다. 이 호르몬은 해당되는 세포에서 성장과정을 유발하는 단백질 합성을 촉진시킨다. -거인증과 소인증의 원인 : 대단히 키가 크거나 작다고 모두 거인증이나 소인증은 아니다. 남녀의 키는 140-201cm 범위가 정상이다. 거인증과 소인증은 흔히 뇌하수체의 이상에 의한 특이한 성장장애다. 그러나 때때로 소인증은 영양결핍이나 신장, 심장, 간에 있는 질병이 원인인 경우도 있다. 일반적으로 GH가 너무 많으면 거인증이 되고 너무 적으면 소인증이 되지만, 분비되는 시기가 또한 중요하다. 만일 뇌하수체가 사춘기가 끝나기 전에 GH를 과잉생산한다면, 그 결과로 과도한 성장을 일으킨다. 그러나 사춘기 이후에 과잉분비를 하면, 호르몬은 일정 신체 부위에만 작용한다. 이런 경우, 신장이 커지지는 않는다. GH는 단지 무기질 침착에 의해 완전하게 경화되지 않은 골격부분에만 작용하기 때문에, 과도한 호르몬은 사지나 얼굴 혹은 손발이 커지는 선단거대증의 원인이 될 수 있을 따름이다.

<<나오며-Outro : Discussion>>

1.뇌연구의 중요성과 역사성
@뇌연구의 중요성 뇌는 뛰어난 정보처리자라고 할 수 있다. 뇌는 기능하는 모든 차원에서 정보를 처리한다. 최근에 신경과학자들은 우리의 뇌를 이해하는데 크나큰 진보를 이루었다. 더군다나 행동에서부터 신경 연구 결과 화학적 전도, 더나아가 개인의 유전자에 이른는 과정을 연결시키고 상호 상관관계를 밝히는 연구 성과들을 내고 있다. 최근 뇌 과학에서의 새로운 진보의 예를 우리가 모두 두려워하는 질병인 알츠하이머에서 찾아볼수 있다. 뇌의 연구로 통해 알츠하이머에 대해 많은 것을 알아냈다. 이 뿐만아니라 뇌의 연구로 많은 것을 알아냈다. 뇌는 전기적 화학적으로 작동되고 있지만 사회적 정신적 세계의 부산물이다. 간단히 말해서, 우리가 존재하고 존재할 수 있는 모든 것은 우리의 뇌와 따로 떼어 놓고 생각할 수가 없다. 대부분의 신경과 학자들이 지금 믿고 있는 바와같이, 우리 뇌의 작동으로부터 우리의 자연을 떼어놓고 생각할 수 없다. 우리의 모든 것과 연관되어 있는 뇌의연구는 중요하다. 뇌의 연구로 우리의 삶을 좀 더 편하게 할 수 있다. 따라서 21세기에는 뇌에 관해서 연구하는 것이 무엇보다 중요하다. @뇌 연구의 역사성 <뇌 연구의 역사> 뇌 - 인류 과학 최후의 영역이라 일컬어지면서... 일종의 신비감마저 느끼게 하는 이 복잡한 구조물로 인해 우리 인류는 지구를 장악하게 되었고, 유전공학으로 진화과정을 변화시킬 수 있게 되었으며, 달 표면을 산책하고, 절묘한 음악과 미술을 창조하게 되었다. 그래도 아직 인간 정신의 한계와 인간이 달성 할 수 있는 한계는 미지수이다. 신경과학(Neuro-Science)이란... 뇌를 연구하는 분야를 지칭한다. 뇌의 연구야말로 여러 과학 분야 중에서도 우리의 지적 의욕을 불러일으키는 분야라고 생각하고 있다. 정신이란 무엇인가, 의식이란 무엇인가, 마음이란 무엇인가...등 유사이래 우리 인간을 사로잡아온 근본적인 문제들에 대한 해답의 열쇠가... 바로 뇌의 어딘가에 있기 때문이다. 신경 과학은 뇌의 모든 국면을 연구 대상으로 삼고 있다. 뇌의 구조, 뇌의 발달, 뇌의 뉴런, 즉, 신경세포에서... 화학적 전기적 현상, 여러 뉴런간의 상호작용, 뇌의 독특한 소산인 행동과 경험 등, 이 모든 것이 신경 과학의 대상이다. 신경계를 연구하는 분야 중에서도 그 구조를 연구하는 해부학 분야나, 그 기본적인 기능을 연구하는 분야 등은 오랜 옛날부터 이뤄졌으나, 하나의 통합된 학문으로써 신경과학이 확립된 것은 불과 수십 년에 불과하다. 뇌 연구는 그리스 시대까지 거슬러 올라간다. 그리스인은 이미 정신이 뇌에 속한다고 생각한 것 같다. 뇌에서 뻗어 나온 신경 파이프를 통해 어떤 액체가 지나가고, 이 액체의 힘을 통하여 근육을 신장하거나 수축한다고 상상했다. 물론 그리스 시대의 과학은 이론이었으므로 실증적인 모델을 개발하려 하지 않았다. 그러나 로마 시대에는 실제 원숭이의 뇌를 해부하여, 그 조직적인 모양을 알아 본 기록이 있다. 그러나 다시 중세의 암흑시대에 들어서면서 실증적인 연구는 자취를 감추었고, 르네상스 시대에 들어서면서 다시 연구가 시작되었다. 이때에는, 인체의 해부도 자주 행해지고 그 결과, "뇌의 해부도"가 만들어 졌다. a.데카르트의 시도 그러나 인간의 뇌를 과학적으로 생각하기 시작한 사람은 데카르트(Descartes)인 것 같다. 근대철학의 시조라고 불리는 그는... 수학, 물리, 철학을 포함하여 세계를 체계적으로 그리고 합리적으로 해석하려고 했다. 데카르트는 뇌가 동물의 모든 운동을 지배한다고 생각했다. 동물은 정기(精氣)가 심장에서 만들어져 뇌에 저장된다. 한편, 뇌는 신경을 통해서 이것을 신체의 각 부분에 보낸다. 정기의 압력에 의해 근육이 움직인다고 생각했다. 마침 이 시대에 파이프 속에 물을 보내고, 물의 압력으로 손발을 움직이는 자동인형 즉, 원시적인 로보트가 만들어지고 있었다. 동물도 이와 같다고 생각했고... 따라서 동물도 신비스러운 것은 아무 것도 없고 자동기계와 같다고 생각했다. 그러나, 사람의 경우는 동물과 달라서, 뇌 속의 송과체(松果體)에 정신이 있어서 정신이 신체를 지배한다고 여겼다. b.생체전기현상 그 후 뇌 연구는 느리지만 꾸준히 발전하였다. 18세기에는 갈마니(Galvani)에 의한 `개구리다리 실험'에 의한 생체 전기현상의 발견은 매우 중요하다. 이 실험은 전유럽에 유행하면서 볼타(Volta)가 전지를 만드는 직접적인 계기가 되었고, 이런 전지는 그 이전에는 실험하기가 힘들었던 전기현상에 대한 다양한 실험을 가능하게 해주었고, 지금 전자기학 책에 나오는 Faraday, Ampare 등의 실험을 가능하게 해주었다. Galvani 이후의 전자기학 및 전기공학의 발전은 급속도로 진행되었다. 또한 전기 생리학의 시발점이 되기도 하였다. 또한, 이 당시에는 전기장어, 전기가오리 등 생체전기현상이 대단한 주목을 받았다. c.페히너의 정신물리 선언 1850년경에는 당시 물리학자였던 페히너는 그 자신이 `정신물리(Psycho-Physics)'이란 용어를 최초로 사용하면서 인간 정신에 대한 정면도전을 선포했다. 그러나 거창한 의지와는 무관해 보이는, 물리량과 감각 인식에 관한 무식할 정도의 단순한 실험들이 있었다. 그의 연구의 일부는 현재 고등학교 생물책에 나오는 `페히너-베버 법칙'이란 것이 있다. (생물학자인 베버와 공동연구를 한 것이 아니고 베버의 실험 결과를 페히너가 법칙화 한 것이다.) 그의 연구결과는, 현재의 신경계와 관련하여 밝혀진 것에 비교하면 너무나 보잘 것 없는 것으로 보이지만, 그 당시에는 대단한 반향을 일으켰던 것 같다. 또한, 대물리학자 쉬레딩거 말년의 저서 `정신과 물질'에서는 프로이트와 더불어 정신과학에서 천재적인 인물로 평가하고 있다. d.뇌에서의 최초의 전류 발견 1875년에는 `Richard Caton'에 의해서 뇌와 관련된 전기적 현상이 최초로 발견 되었는데, 갈바노미터를 사용하여 노출된 동물의 뇌에서 전류를 검출하였다. 19세기에 이르러 신경을 지나가는 것은 동물정기와 같은 액체가 아니라 "전기"임이 실증되었다. 즉, 전기펄스가 신경을 통해서 전달되어 근육을 움직인다는 사실이 밝혀졌다. e.뉴런의 발견 그리고 뇌를 해부함으로써 뇌의 구조에 대한 상당히 자세한 지식이 얻어졌다. 인간의 뇌는 천억 개 가량의 뉴런(Neuron)으로 구성되었다는 것은 상식이지만, 뉴런은 20세기초에 와서야 비로소 발견되었다. 그 이전까지는 뇌는 생물학의 기본원리에서 벗어난 예외로 간주되었었다. 즉, 조직(tissue)이란 세포가 모여서 이루어진 것이라는 생물학적 원리가, 뇌에서만은 그렇지 않다는 것이 당시 해부학의 정설이었던 것이다. 우리가 뇌조직을 염색해 보면 쉽게 알 수 있는 일이지만, 세포들을 골고루 물들이는 물감으로 염색한 뇌조직은 일견 연속적인 조직 덩어리로 보이며, 신경섬유나 돌기들이 거미줄같이 얽히고 설켜 있고 세포핵들이 도처에 분산되어 있어, 그 어디서도 이 조직이 신경세포, 즉, 뉴런 하나하나가 모여서 이루어진 것이라고는 판단하기 어렵게 되어 있다. 19세기 말엽에 해부학자인 Camillo Golgi는, 뇌조직을 구성하는 모든 뉴런을 무차별적으로 다 염색하는 것이 아니고, 그 일부만을 오다가다 염색하는 특수한 염색 물질을 개발하였는데, 이것으로 염색하면..... 종전의 염색법으로는 뉴런이 너무 밀집해서 서로 분리 관찰할 수 없던 것이 하나 하나 똑똑히 관찰할 수가 있다. 즉, 골지염색(Golgi stain)이라 칭하는 이방법에 의하면, 뉴런 개개의 전모를 세포체나 돌기를 모두 관찰 할 수 있다. +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + + + 뉴런주의(Neuron Doctrine)는 + + 또 다른 해부학자 Ramon y Cajal의 연구에 의해서도 밝혀졌는데, + + Cajal은, + + 수많은 동물의 뇌를 골지염색법에 의해 조사한 결과, + + 뇌의 모든 부분이 뉴런을 구성단위로 한다는 것을 밝혔다. + + 그후 Cajal은 뇌의 배선도, + + 즉, "뉴런간의 상호연결을 밝힌다"는 엄청난 과업에 착수하였다. + + 1906년에 Golgi와 Cajal은 '신경조직의 구조연구'로 노벨상을 받게 된다. + + + +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + f.미소전극 실험 20세기 중반에 접어들면서, 뇌의 기본 요소인 뉴런의 동작에 대하여 실증적인 상세한 연구성과가 얻어졌다. 각 뉴런이 어떻게 동작하는지에 대한... 정밀한 이론이 세워지고 실험과 일치한다는 것이 확인되었다. 특히 영국의 Hodgkin과 Huxley는, 뉴런축색전압의 비선형 다이나믹서를 기술하는 방정식을 제안하고, 그것을 입증하여 뇌 연구에 큰 획을 그었다. 이 입증을 가능케 한 것이 미소전극(微小電極)의 발명이다. 이 미소전극을 한 뉴런에 꽂으면, 뉴런 속에서 어떤 전기 현상이 일어나고 있는지 직접 관측할 수 있다. 과학자들은 이 도구로 뇌의 비밀을 완전히 알아내는 것도 멀지 않았다고 열광했지만 ...실제로는 그리 쉽지 않았다. 뉴런 개개의 동작을 아는 것과, 대단히 복잡한 회로망인 뇌의 원리를 아는 것은 서로 별개이다. 물론 뉴런의 동작을 모르고서는 뇌의 기능을 알 수 없지만, 뉴런의 동작을 잘 알았다고 해서 여러 회로망을 결합한... "시스템"으로서의 뇌의 동작을 바로 알 수는 없다. 그 원리를 밝히기 위하여는 큰 비약이 필요하다. g.뇌 기능의 국재성 뉴런의 발견으로 뇌의 해부학적인 구조는 알게 되었지만, 그 속에서 일어나는 정보처리에 관해서는 이때까지 밝혀진 것이 너무나 미비하다. 뇌에 손상을 입은 사람을 관찰함으로써, 뇌의 질량작용(質量作用)설이 제창되었다. 뇌의 일부분이 손상되더라도 별다른 이상이 일어나지 않는 경우가 있다. 따라서 뇌는 특정한 장소가 특정한 기능을 맡고 있는 것이 아니라, 전체적으로 공동으로 동작하며, 일부가 없어지면 없어진 질량에 비례하여 뇌의 기능이 저하한다는 학설이다. 그러나, 그 후 ... 보다 세밀한 관찰의 결과 그것과 반대인 기능국재(機能局在)설이 활발해졌다. 이것은 뇌의 특정 장소는 특정한 역할을 담당한다는 것이 처음부터 결정되어 있으며, 어느 일부분이 손상 받으면 해당 기능이 없어진다는 학설이다. 뇌가 전체로서 기능 한다는 질량작용설과 특정한 장소는 특정한 기능에 관련된다는 기능국재설의 경쟁에서 ...결국 후자가 이겼다. 그러나 이 문제는, 완전히 해결된 것이 아니라 지금까지 파문을 남기고 있다. 즉, 기능국재설은 사실이지만... 어디에서나 대단히 많은 뉴런이 모여서 공동으로 기능을 담당하고 있다는 것, 뇌의 일부가 손상 받았을 때, 얼마 후 다른 부분이 이 기능을 대신할 수 있다는 것 등을 생각하면, 뇌의 기능이 모두 구분되어 확정적으로 국재하고 있다고는 말하기 힘들다. 뇌의 정보는, 국재한 부분의 뉴런군의 흥분패턴으로 표현된다고 생각하면, "국재적인 질량작용설"이 성립한다. h.전달물질 또 뇌 연구는 1970년대 이후 다시 새로운 발전이 있었다. 그 하나는 뇌의 전달 물질에 관한 연구이다. 뇌는 전기 펄스로 표현되는 정보를 모아서 계산하여 그 답을 다음 뉴런에 전달하는 "전기적인 회로망"이지만 뉴런끼리의 정보 전달 과정에서는 "화학물질"을 사용한다. 그리고 이 화학물질의 종류는... 매우 다양하다는 것을 알게 되었다. 즉, 뇌는 전기적인 정보처리를 수행하는 장치인 동시에 화학적인 정보도 처리한다. i.뇌의 가소성 또 한가지 새로운 뇌 연구의 전개는 뇌의 가소성(可塑性)[Plasticity], 즉, 뇌가 가변적인 구조를 갖고 있음이 실증된 것이다. 뇌의 설계도는 유전자 속에 쓰여 있지만, 실제 뇌는 유전자에 정해진 대로 만들어진 딱딱하고 고정된 시스템이 아니다. 뇌는 생물이 살아가는 동안에 그 환경과의 상호작용을 통하여, 자기의 구조를 바꿀 수 있는 "유연한 시스템"이다. 변동하는 환경 속에서 생물이 살아 남기 위해서 ... 그러한 뇌의 가변성은 대단히 중요하다. 이 가변성의 비밀이 겨우 해명되기 시작했다. j.뇌 연구의 구성적 방법 한편 정보 기계로서의 뇌를 바라보면, 뇌의 분자 기구를 안다고 해서 뇌의 본질을 알 수 있는 것은 아니다. 정보처리 해내는 뇌의 본질을 규명하기 위해서는 뇌의 정보 표현과, 그 다이나믹서의 원리를 규명해야 한다. 현재 우리가 뇌를 구성하는 뉴런에 대해서는 개개의 동작과 그 결합을 알고, 그것을 컴퓨터 상에서 표현 가능하다면 뇌의 동작을 완벽히 시뮬레이션할 수는 있다. 그러나 이것으로 뇌의 정보 원리가 규명된 것은 아니다. 이는 유체역학에서 모든 분자의 충돌을 시뮬레이션 한다고 해서, 이것으로부터 나비아-스토크 유체역학법칙이나 난류의 법칙을 알 수 없는 것과 동일하다. 이러한 정보처리와 관련된 뇌 연구 방법론에서 빼놓을 수 없는 것이, '구성적 방법' 또는 '신경모델링'이다. 즉, 이는 뇌의 기본구조인 뉴런에 대한 엄밀한 신경모델링을 바탕으로 하고, 논리적 사고에 의하여 뇌의 모델을 만들어 그 동작을 관찰함으로써 원리를 추측하는 방법이다. 물론 뇌가 단순히 하나의 대원리만으로 이루어지는 것은 아닐 것이다. 실제 뇌는 이러한 원리를 몇 개 조합하여 분자기계라는 생물학적 속박 하에서 실현된 것이다. 따라서 필연적으로 복잡한 것이 된다. 이런 분야의 학문이 최근에 체계를 갖추기 시작한 Computational Neuro-Science이다. 이러한 분야의 시작은, 1943년 미국의 수리과학자 멕컬럭과 피츠(McColluch,Pitts)에 의한, 뉴런의 정보처리 기능에 대한 형식뉴런모델의 제안에서부터라고 할 수 있겠다. (결국에는 뇌의 이론이 아니라 전자계산학의 원류가 되었지만...) k.출력신호 그들은 형식 뉴런에 의하여 논리연산의 기본인 AND,OR,NOT연산이 가능함을 보였다. 논리연산이란, 이 세가지 연산의 조합에 의해 모두 실행할 수 있으므로, 신경계는 "논리적인 완전계"라고 할 수 있다. 즉, 튜링기계가 계산하는 것은 신경회로망도 계산할 수 있다는 것이다. Von Neuman이나 Shannon등이 이 이론에 높은 관심을 보였으며, 그로부터 automaton이론, 형식언어이론 등이 발전되어... 현재의 전자계산학이나 인공지능의 원류의 하나가 되었지만, 뇌 이론에서는 오히려 벗어났다. 뇌와 컴퓨터가 "근본적으로 다르다"는 것은 이미 노이만이 간파했었다. 뇌 동작의 기본은 여러 요소의 아날로그적 상호작용에 의한 병렬처리과정으로, 이것을 0과 1의 2진법으로 대치하는 것은 적당하지 않다. 즉, 뇌 의 병렬정보처리는 하나의 협동 현상 같은 것으로 이루어진다고 추측하였다. l.새로운 학문의 태동 1940년대 말부터 50년대에 걸쳐서 정보에 관한 새로운 학문체계가 세워졌다. Shannon의 정보이론, Wiener의 사이버네틱스(Cybernetics)를 효시로 automaton, 언어, 인지과학, computational neurosciences 등이 새로이 전개되었다. 그 중 오래된 것으로 Rashevsky학파의 흥분과 억제를 기반으로 하는 연구가 있다. 또한, Wiener와 Rosenblueth는 심장과 뇌의 공통적인 기본모델로서, 흥분파동의 지속과 재생 모델을 제안하였는데, 이것은 Buerle등의 신경장(神經場)연구, Farely와 Clark의 신경장 컴퓨터 시뮬레이션으로 이어져 갔다. m.카오스 뇌 연구의 발전이 20세기 초 뉴런의 발견이 계기가 되었다는 것은 이미 앞에서 언급하였다. 그런데, 이와 비슷한 시기에 '카오스(Chaos) 이론'의 태동이 있었다. 19세기말의 앙리뽀앙까레(Henri Poincare)의 역학적인 다체문제에서의 비선형 항에 의한 기이한 현상들에 관한 연구가 바로 그것인데, 그의 발견들은 물리에 의해서 어떤 연구의 흐름을 형성했어야 했겠지만 20세기 초의 양자역학과 상대론에 의한 물리학의 큰 혁명 속에서 두각을 나타내지 못하다가, 이들 두 이론이 거의 안정정적으로 된 후인... 1960년대에 와서야 그의 발견은, 비선형성, 되먹임, 엔트로피와 규칙 계에 내재된 비평형에 대한 새로운 연구와 합쳐지게 되었다. 이후 카오스 이론은 컴퓨터 공학의 혁명적인 발전과 더불어 물리, 수학, 생물, 전자 및 기계공학은 물론, 생태학, 사회학, 경제학, 의학 등에 많은 영향을 미치고 있다. 비슷한 시기에 활성화된 뇌 연구와 카오스 연구는 당연히 서로가 연결될 수밖에 없었는데 그 이유는, 뇌의 기본 기능 소자인 뉴런의 비선형성에 기인한다. 1980년대의 연구에서는 주로 뉴런을 주기적인 전류로 자극하여, 세포의 불규칙적인 흥분의 카오스적 성질이 실험적으로 밝혀졌다. 1980년대 후반이 되어서는 신경계의 기능과 카오스와의 관련성이 논의되게 되었다. 예를 들어 Mapitosos등은, 해삼의 운동뉴런의 발화패턴을 조사하여 운동의 리듬에 관계되는 연속방전의 주파수변동이 카오스적이라는 것을 보였다. Freeman등은 토끼 후구의 뇌전위(EEG)와 그 모델의 냄새자극에 대한 응답을 조사하여, 카오스는 인식과정에 필요한 뉴런의 집단적 활동의 기조상태이고, 과거에 학습한 감각패턴을 항상 억세스하고, 또 새로운 감각패턴을 학습하기 위한 제어된 노이즈 원으로서 기능하고 있다고 생각하고 있다. 이와 같이..... "카오스"가 "뇌의 정보처리"와 관계하고 있다는 생각은 매우 흥미 있다. 이는 앞에서 설명한 뇌의 가소성과도 관계된다. 즉, 살아 있는 상태를 유지하기 위해서는... 시시각각 다양하게 변화하는 정상이 아닌 요소를 지니고 있어야 한다. 그러나 이것이 단지 무작위로 변하는 것은 아니며, 외계의 환경을 여러 가지 지각 정보로서 취하고, 처리하여, 목적에 맞게 변화하는 것이다. 비선형계이면, 예를 들어 신경계의 경우, 세포 내의 이온 농도, 막 전위, 시냅스의 결합강도, 새롭게 생긴 시냅스 결합, 신경계의 환경을 구성하는 여러가지 물질, 입력신호에 의존하여, 계의 거시적인 상태가 드라마틱하게 그리고 다양하게 변화한다. 이것은 매우 중요한 의미를 지니고 있는데, 그것은 생명체(뇌)의 진화의 방향이 "효율성"이라면, 단순한 조직으로부터 다양한 기능이 표출되게 하는 것이 더 효율적일 것이기 때문이다. 이와 같은 비선형계의 다양성과 제어가능성이, 중추신경계의 정보의 인식, 기억, 통합 등의 기능과 깊이 관계하고 있는 것은 아닐까?하고 기대하고 있는 것이다. 그러나, 그 구조에 대해서는 현재 거의 아무 것도 알려져 있지 않다. n.뇌 연구의 시대 그야말로 20세기는 그리스시대부터 시작된 이전까지의 뇌 연구에 비교하면, 너무나 많은 발전이 있는 것으로 보인다. 이러한 추세의 끝장이라도 보겠다는 것인지... 미국의 경우, 20세기 최후 10년을 "뇌연구의 10년" 이라는 구호까지 내걸고 막대한 투자를 하고 있다. 그와 더불어 일본도 만만치 않아 보인다. 뇌와 정신현상에 관련한 연구는 어떤 정통적인 학문 분야에서 가능한 것이 아니다. 20세기의 갑작스런 뇌 연구의 발전은, 다른 여러 학문이 발전했기 때문이라고도 생각할 수 있다. 또한, 연구자들이 반드시 생물학자이거나 생리학자들도 아니다. 이 분야는 매우 학제적인 분야이며, 너무나 방대하여 무엇이 연구 대상인지?? 조차도 파악하지 못하고 있다는 표현이 적절할 것 같다. 이는 뇌의 물질적 대사 과정을 규명하는 것만으로도 부족하며, 뇌의 해부학적인 모양을 완벽히 알아내는 것만으로도 부족하다. 애매모호성을 지니고 있는 단계이다. 그래서, 뇌와 관련한 연구에서는, "방향성을 제시"해줄 수 있는 연구만으로도 매우 성과 있는 것으로 인정되고 있다. 역대, 뇌와 관련하여 어떤 방법적인 부분만이라도 제시하면 노벨상을 받아온 것만 봐도 알 수 있다. o.뇌 연구의 미래 - 시작은 실험적 측정에 의해야 한다. 뇌연구에 있어 중요하게 부각되는 것 중의 한가지가, 뇌 기능을 외부에서 측정할 수 있는 측정 장비들의 개발 및 그 신호처리에 대한 연구이다. 자연과학에서 실험적 관측의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 고대인도 사람들은 우주를 코끼리들이 짊어지고 있는 지붕으로 생각했었다. 어쩌면 지금 우리가 뇌를 보는 것이 이러할 가능성도 있다. 실측되지 않는 것을 갖고서는 공염불에 지나지 않는다. 생리학에서 많이 사용되는 미소 전극 방식은 뉴런 개개의 동작은 알 수 있지만, 직접 사람에게 사용하기 위해서는 머리를 절개해야 하기 때문에 실험이 용이하지가 않다. 그래서, '머리의 절개 없이' 뇌신경세포의 활동상황을 검출할 수 있는 방법이 필요하다. 현재 이러한 장치는 겨우 다음의 4가지가 전부이다(1995년). 1. 신경전류에 의한 Electric Potential을 검출하는 EEG(뇌파) 2. 신경전류에 의한 자기장을 검출하는 MEG 3. 신경활동 상황을 전자-양전자 쌍소멸시 발생하는 감마선의 검출로 영상화하는 PET(Positron Emission Tomograpohy) 4. 신경세포활동시 증가하는 산소소모량의 증가를 영상화하는 functional-MRI 이들의 공통된 목적은, 신경 흥분의 위치 추적이다(EEG의 경우에는 이 외에도 다양한 해석법이 있음). 이는 뇌의 `기능국재설'과 관련하여, 사고과정에 따른 뇌 신경위치추적이 중요해졌기 때문이다. 현재의 측정장비 만으로는 뇌 연구 및 정신현상의 끝을 볼 수는 없을 것이다. 그러나, 어떻게 연구해야 할 지에 대한 방향성은 충분히 도출되리라고 기대되며, 그러한 방향성과 여타 다른 학문의 발전과 더불어, 새로운 측정장치 및 신호해석법의 개발에 의해..... "소우주"로 알려져 있는 뇌 및 정신현상에 대한, 만족할 정도의 실체를 볼 수 있지 않을까? 하는 기대를 가져본다. <뇌 연구 역사> B.C. 400-600: 그리스 철학자들이 마음과 정신을 기술하였으며, 생각(사고) 은 뇌(혹은 심장)에서 나온다는 것을 기술하였다. 1543: 베잘리우스가 인간 신경계의 해부를 정학히 묘사하였다. 1637: 데카르트는 뇌를 정신과 독립된 그러나 관계를 맺고 있는 기계와 같은 기관으로 설명하였다. 1798: 갈바니는 신경화성의 전기적 성질을 발견 하였다. 1881: 카알(Cajal)등은 신경계는 독립적인 신경세포로 구성되어 있으며, 이 세포들이 서로 연결되어 신경경로를 구성하고 있음을 주장하였다. 1897: 세링톤(Sherrington)은 시냅스라고 불리워지는 신경 접합부를 통해서 신경세포들이 서로 연락을 하고 있음을 주장하였다. 1920년대: 랑그리(Langley), 뢰비(Lowi), 데일(Dale) 등은 신경전달물질을 발견, 증명하였다. 1940년대: 세논(Shannon), 위버(WEAVER), 바이너(Weiner)는 정보체계분 섯과 조절계의 개념을 도입하였다. 1950년대: 호지킨(Hodgkin), 헛슬리(Huxley), 카츠(Katz)와 에클(Eccles)은 미세전극으로 전기적 시그널을 정확히 기록 하였다. 전자현미경으로 시냅스와 신경세포의 미세구 조를 관찰하였다. 1960년대: 수산돌기의 통합(intehrative) 기능을 발견하였으며, 흥분이 없는 시냅스 회로와 시냅스 상호 작용을 발견하였다. 1970년대: 신경조절물질과 2차 전달자를 발견하였다. 전산화 단층 촬영술(CT) 발견 분자생물학의 획기적 발전(유전자 재조합 기법 개발) 팻치 클램프(patch clamping)법으로 단일 막단백 분석 가능 1980년대: 컴퓨터와 인공지능의 진보는 신경 기능의 실험모델(realistic models)개발 발전 (시력, 언어, 기억 등)


2.뇌를 응용한 과학기술(인공지능,인지과학)-뇌와 컴퓨터의 비교
@뇌 연구를 응용한 과학 *뇌파를 이용한 워드프로세스? [출처 : http://helix.nature.com/nsu/990325/990325-1.html : 1999년 03월 25일] KORDIC,해외과학기술동향 모든 근육을 전혀 움직일 수 없는 전신마비 환자도, 생각의 힘으로 의사 소통을 할 수 있는 길이 열렸다. 독일, 튕겐 대학의 닐스 비르바우머 박사 연구팀은 유명한 과학 전문지인 네이쳐, 1999년 3월 25일자에 "뇌파에 의해서 작동되는 워드 프로세스 시스템"을 발표하였다. 이 시스템은 SCPs (slow cortical potentials)이라 불리는 파를 사용한다. 이 파는 '뇌파 전위 기록장치(electroencephalograms, EEGs)'의 특징을 가지고 있으며, 어느 정도의 자발적인 통제하에 놓여질 수 있다. 그래서 이 장치를 사용하면 EEG 의 출력으로 워드 프로세스 시스템과 같은 다른 장치를 조절할 수 있다. 비르바우머 박사 연구팀은 '운동신경장애 (motor-neuron disease)'라고 알려진, ALS 병 (amyotrophic lateral sclerosis) 환자 두 명과 함께 연구를 진행하였다. 이들 두 환자는 혼자서 먹거나 숨을 쉴 수도 없었기 때문에, 무려 4년간이나 인공호흡 장치와 급식 장치에 의존해서 살아가고 있는 상태였다. 그럼에도 불구하고 이들은 연구자들이 개발한 워드 프로세스 장치를 사용하도록 훈련을 받을 수 있었다. 이 장치는 EEG 출력으로 '예-아니오'의 결정을 점차적으로 해 나가면, 글자 선택이 이루어지는 시스템에 그 기본을 두고 있다. 그러나, 현재 이 시스템은 사용하기에 무척 힘이 든다는 단점을 가지고 있다. 80 단어로 이루어진 메시지 (독일어)를 작성하기 위해서는 무려 16시간이 걸린다. 즉, 분당 두 문자의 속도로 메시지가 작성되는 것이다. 기술적인 진보가 이루어지고, 환자들이 훈련을 좀 더 받는다면 더 빠른 시스템이 만들어 질 수 있을 것이다. 하지만, 현재의 시스템으로도 정신과 감각들은 멀쩡하지만, 전혀 움직일 수 없는 환자들에게 큰 도움이 되고 있다. 뿐만 아니라 이런 종류의 연구는 새로운 컴퓨터 인터페이스를 개발하는 밑거름이 될 것으로 보인다. 감각이나 정신은 멀쩡한데도 전신마비가 오는 끔찍한 상태는 진-도미니크 보비에 의해서 유명해졌다. 그는 뇌졸중 후에 전신마비를 겪었는데, 눈을 깜박이는 것에 의해서 구술되는 시스템을 사용해서 '잠수 종과나비 (Diving-Bell and Butterfly)'라는 책을 썼다. 그는 이 책에서 자신의 상태를 '보이지 않는, 거대한 잠수 종 같은 것이 내 육신을 죄수처럼 가두고 있다'고 묘사하였다. *건망증의 원인 규명, 치료 가능성에 "서광" [출처 : http://news.bbc.co.uk/hi/english/sci/tech/newsid_301000/301150.s : 1999년 03월 22일] - '크레브' 단백질, 뇌 세포핵에 작용…특정기억 뇌에 저장 - 美 브라운大 연구팀 '네이처 뉴로사이언스'誌 발표 건망증(健忘症·amnesia)을 유발하는 주요 단백질유전자가, 미국의 한 연구팀에 의해 발견돼, 건망증 치료의 가능성을 한층 밝게 하고 있다고 영국 BBC 방송이 지난 22일 보도했다. 미국 브라운대학(Brown University)의 크리스티나 앨버리니(Cristina Alberini) 박사가 이끄는 연구팀은 신경과학전문지 '네이처 뉴로사이언스'(Nature Neuroscience) 최신호에 발표한 연구보고서에서 뇌단백질의 생화학적(biochemical) 반응과 건망증간의 상관관계를 규명해내는데 성공했다고 밝혔다. 연구보고서에 따르면 뇌의 장기 기억에 어떤 한 '사건'(event)이 입력될 때, 생화학적 변화가 발생한다는 사실을 발견했다는 것. 반면 아침식사 때 무엇을 먹었는지 등과 같은 단기 기억은 상대적으로 짧은 시간 동안 저장된다. 만약 특별히 로맨틱한 식사 등과 같은 특정한 사건은 더 오래 동안 저장돼야 한다면, 뉴런(neuron·신경원·神經元)을 다시 배열함으로써 뇌 속에 필요한 공간을 만들어야 한다는 것. 브라운대 연구팀은 "쥐를 대상으로 한 실험결과, 어떤 한 사건이 뇌의 장기기억에 입력될 때... 무수한 생화학적 반응이 일어나는 것으로 나타났다"면서 "이때 '크레브'(Creb)라 불리는 구조 단백질이 뇌 세포핵(核·nucleus)에 작용, 특정 유전자들을 변화시키는, 이른바 전사(轉寫·transcription)과정을 통해 특정 기억을 뇌에 저장한다"고 말했다. 브라운대 연구팀은 '크레브' 단백질에 화학적인 변화인 잘 잊어버리는 행동과 건망증의 결과로 발생하는 뇌의 일부분의 손상을 연결시켰다. 앨버강화해 신경단위인 뉴런의 상호 접촉, 비접촉 현상을 유발하기 때문에 발생한다고 리니박사팀은 이를 규명하기 위해 기억이 저장되는 해마(海馬·hippocampus)에 연결되는 뇌의 일부분으로서 기억과 연관이 있는 뇌궁(腦弓·fornix)을 제거한 실험쥐와 뇌에 이상이 없는 정상쥐의 발에 2초간 전기충격을 준 뒤... 이기억이 얼마나 오래 지속되는 지와 뇌의 변화를 비교 분석했다. 연구팀은 쥐들에게 밝은 방과 어두운 방 2개를 선택하게 한 뒤 어두운 방에 들어가는 쥐들에 대해서만 전기충격을 주었는데, 정상쥐의 경우 이 충격을 1개월 가량 기억했으나 뇌가 일부 손상된 실험쥐는 불과 6시간밖에 이를 기억하지 못했다. 이때 전기충격을 기억, 어두운 방에 들어가지 않은 정상쥐의 뇌에서만 '크레브' 단백질의 화학변화가 일어났다고 연구팀은 밝혔다. 이번 연구결과는 망각행동 및 '크레브' 단백질의 화학변화와 기억상실을 유발하는 뇌손상간의 상관관계를 잘 설명해 주고 있다. 이에 대해 브라운대학 스티븐 타우벤펠드(Stephen Taubenfeld) 박사는 "새로운 발견을 토대로 향후 장기 기억에 필수적인 일련의 뇌의 생화학적 변화를 복구할 수 있을 것"이라고 강조했다. 타우벤펠드박사는 끝으로 "다음 단계는 '크레브' 단백질에 작용하는 구체적인 유전자를 밝혀내는 것"이라고 말했다. *시력과 운동 신경을 회복시키는 신경근육 전기자극 시스템 [출처 : EE Times : 1999년 02월 18일] 하반신 불수 환자나 눈의 질병 때문에 망막에 문제가 있는 사람들의 신경을 무선으로 전력이 공급되게 하여 자극시키는 전자 장치에 관한 기술이 국제 반도체 회로 컨퍼런스에서 발표되었다. 미시건 대학의 악스(Arx)는 파이니스(Finess)라는 완전히 통합된 신경근육 전기자극 시스템을 발표했는데, 이 시스템은 하반신 불수 환자의 신경을 자극시키는 데 사용된다. 무선 시스템을 사용하고 있기 때문에 인체에 이 장치가 주입될 때 신경을 끊거나 손상시키는 선을 제거할 수 있었다. 또한 노스캐롤라이나 대학의 클레멘트(Clements)는 망막 자극기를 발표했는데, 이 논문의 아이디어는, 망막의 반점 악화나 망막 색소침착에 의하여 눈의 광 수용체에 손상을 가져와서 시력을 잃게 된 경우에 시력을 회복시키게 하자는 것이다. 이 두 프로젝트에는 공통점이 여러 개 있다. 즉, 이 두 방법 모두 양상(兩相)파장을 사용하고 있다. 이 양상 파장은 서로 다른 변수를 가지고 있으며 악스의 경우에는 진폭과 파장의 주기에 특히 관심을 갖고 있다. 반면에 클레멘트의 연구에서는, 다른 변수들이 다른 환자에게 보다 적합하다는 것을 발견하게 되었기 때문에 특별한 값을 지정하지 않았다는 것이다. Finess는 환자가 입고 있는 트랜스미터에 의하여 전력이 가해진다. 수신기는 신체에 주입되어 있는데 실리콘 고무로 된 싸개가 신경주위를 감싸고 있는 구조이다. 그 안에는 '리시버 코일'이 통합되어 있으며 "시스템-온-칩" 구조로 되어 있다. 길게 쭉 펴진 신경세포 모양을 흉내내어 3마이크론 길이의 CMOS 칩은 너비가 2×8.7나노미터로 되어 있다. 기존의 사각형으로 된 칩은 신경에 달려 있어야 하기 때문에, 신경의 기능을 저하시키고 손상을 준다고 보고 있다. 리시버 코일은 칩 주위를 17번 감고 있는데, 이것은 반도체 다이 면적을 최대로 사용하고자 한 것이다. 이 때 코일은 높은 커플링 상수와 낮은 저항으로 되어야 한다고 한다. 트랜스미터의 효율적인 범위는 피부 밑의 3㎝까지이므로, 이것 역시 최적화를 위한 설계 요소이고, 4㎒ 주파수 범위에서 제일 잘 동작한다고 한다. 클레멘트의 논문에서 소개된 신경자극기 역시 무선 신호에 의하여 제어된다고 한다. 또한 이 장치는 망막에 내장된다. 존즈 홉킨스 대학과의 공동 연구에서 5×5 배열 망막 전극을 이용하여 부분적인 시력 회복에 성공했다고 한다. 클레멘트의 논문에서는 5×5 배열 망막 전극 배열을 언급하고 있는데 40×40 배열을 만드는 기술을 개발할 것을 바라고 있다. 이 경우에 트랜스미터는 단일 칩으로 되어 있으며 VGA 카메라 4분의 1이 특별히 제작된 안경 위에 부착되었다. 이 카메라가 정보를 4.6×4.7나노미터 면적에 1.2마이크론 CMOS 프로세스로 만든 신경 자극기로 전송하게 된다. <뇌와 컴퓨터의 비교> -뇌와 컴퓨터의 비교에 대한 타당성 : 뇌의 신경세포망과 컴퓨터의 복잡한 회로 사이에는 비슷한 점이 있다. 둘다 메시지를 앞뒤로 보낼 수 있는 잘 조화된 내부연결의 복합체다. 또한 각각은 정보를 반복적으로 통합하고 저장하여 문제를 해결하는 데 이용하며 뇌와 컴퓨터 모두 잘못된 정보에 의해 잘못 작동할 수 있다. 비록 컴퓨터가 놀랄 만한 발명품이라 하더라도, 인간의 뇌와 같이 비범하지는 않다. 컴퓨터의 주된 장점은 경이적인 정보처리 속도에 있다. 컴퓨터는 다량의 정보를 검색하거나 수초 이내에 복잡한 계산과정을 처리할 수 있다. 그러나 결국 컴퓨터란, 인간에 의해 주어진 명령과 정보에 따라 작동하는, 인간이 만든 기계에 불과하다. 현재 일부 컴퓨터는 어떤 특정한 문제를 푸는 지능을 갖게끔 고안되어 있기 때문에 기계는 생각할 수 없다는 말은 더 이상 정확한 표현이 아니다. 그러나 관찰하고, 상상하며, 창안하고, 예상하고, 영감을 떠올리는 기능을 동시에 발휘하는 뇌의 능력에 필적할 만큼 근접한 컴퓨터는 없다. 지금까지 개발된 어떤 컴퓨터도 인간의 뇌처럼... 새로운 경험에 끊임없이 적응하는 능력을 갖지는 못한다. 컴퓨터의 숫자를 처리하는 놀라운 속도와 기술에 깊은 인상을 받아 우리는 종종 뇌의 능력을 과소평가하기도 한다. 그러나 인간은 일자드라이버가 없을 때 동전이나 손톱을 대신 사용하여 일을 처리하지만 컴퓨터는 정교한 프로그램 없이는 일을 수행할 수 없다. 컴퓨터는 최하등 생물의 뇌보다도 열등하고... 보는 것, 움직임, 자극에 반응하는 점에서도 "파리의 적수"가 될 수 없다. 뇌는 특정한 구체적 문제를 풀기 위해 조직된 것이 아니다. 인간의 거대한 기억저장, 과거의 생각과 감정을 떠올리는 능력, 이를 다른 생각이나 감정과 연관시키는 능력은 판에 박힌 컴퓨터의 계산능력과 비교할 수 없는 창의력을 발휘한다. 더구나 인간의 마음은 새로 부닥친 환경의 의미와 상황을 파악한다. 인간은 사고와 감각 및 감정을 통합하는 독특한 능력을 갖고 있다. 우리는 단지 이름, 얼굴, 사실, 모습만을 기억할 수 있는 것이 아니라, 어머니의 달래는 부드러운 목소리, 햇빛에 탄 피부에 닿는 테리직(織)의 감촉, 캠프파이어의 냄새 등 감각적인 정보도 기억할 수 있다. 정보와 감각을 조합하는 이러한 능력으로 인해 인간의 사고과정은 대단히 복잡해진다. -컴퓨터화된 인공지능과 인간의 뇌 : 인공지능이 개발된 지 30년이 지나는 동안 연구자들은.. 뇌의 지적 기능 일부분을 컴퓨터로 모방할 수 있게 되었지만, 대부분의 뇌기능의 모방은 아직 실현되지 않았고 예견할 수 있는 장래에도 계속 그러하리라고 생각된다. 예를 들어, 인공지능을 가진 컴퓨터는 자동차와 같은 새로운 기계의 모델을 모의로 만들 때와 이러한 모델의 설계 변경이 야기하게 될 효과를 검사하는 데는 훌륭한 기능을 발휘한다. 그러나 컴퓨터는 최초로 만들어야할 기계의 종류가 무엇인지 평가하는 데는 별로 소용이 없다. 이러한 설계 종류의 결정에는 아직가지 인간의 두뇌가 필수적이다. 물리적인 동작을 하는 데 있어서는 산업체에서 사용되는 지능을 가진 로봇이 움직이면서 동작을 감지하여 반복적인 작업을 수행할 수 있다. 그러나 이런 컴퓨터도 프로그램되어 있지 않은 예상치 못한 상황은 처리하지 못한다. 마찬가지로 언어에서도 컴퓨터는 명료한 소리를 만들어낼 수 있고 대화의 패턴을 인지할 수 있지만, 말을 문맥상으로 이해할 수는 없다. -컴퓨터도 인간처럼 학습할 수 있나? : 노벨상 수상자인 제럴드 에들만은 인간과 같은 방법으로 학습하는 컴퓨터의 모의학습장치를 개발하였다. 이 기계에 내장된 다윈Ⅲ로 불리는 조그만 장치는, 비디오게임처럼 화면에 모습을 나타낸다. 이 장치는 다른 물체를 "보고" "느낄" 수 있는 능력을 갖고 있다. 이 장치의 "두뇌"는 수천개의 연결망과 정보저장실을 갖고 있어, 정보를 받아들여 교환하고 연관시키며 기억할 수 있었다. 그래서 다윈Ⅲ는 수천번의 시행착오를 거쳐 본 것과 느낀 것을 연관시키는 것을 배웠다. 이 장치는 배운 정보에 따라 행동할 수 있었다. 이것은 보고 느낄 수 있는 다른 종류의 컴퓨터 장치에도 반응을 보일 수 있었다. 컴퓨터는 이처럼 극히 제한된 방법으로 경험을 통해 학습할 수 있다. 그러나 가장 단순한 하등 동물도 ... 그 이상의 능력을 "아주 쉽게" 발휘한다. <뇌의 선천적인 우월성> -컴퓨터가 뇌를 분석할 수 있나? : 뇌연구에 종사하는 많은 신경학자들은 뇌의 구조를 분석하는 데 컴퓨터과학자들과 함께 작업한다. 그들이 사용하는 매우 흥미있는 방법 중 하나는, 뇌의 복잡한 연결구조를 모방한 컴퓨터 모델을 만드는 것이다. 실제로 그들은 인공 신경원과 연접으로 "전자적 연결망"을 만든다. 이러한 모델은 인간이 학습하는 방법과 정보가 인간의 뇌에 투사되는 방법을 보다 깊이 이해하는 데 도움이 된다. 그러나 뇌는 살아있는 조직이므로, 모든 복잡한 컴퓨터의 모의두뇌모형으로도 복제할 수 없는 독특한 능력을 갖고 있다. 뉴욕시 록펠러대학의 수석뇌연구가인 제럴드 에들만 박사는 다음과 같이 말한다. "어떤 컴퓨터도 세계 속의 다양한 변화를 다루는 일에 착수할 수 없고, 어떤 컴퓨터도 뇌를 구성하는 거대하고 다양한 신경세포연결구조와 같은 작업을 할 수 없다. " 그럼에도 불구하고 흥미로운 컴퓨터 모의두뇌모형을 만든 에들만은, 뇌연구에 컴퓨터가 중요한 역할을 하는 것을 알고 있다. 그는 "내가 뇌의 작동방법을 전부 안다고 해도, 아마 전과정을 보여줄 수는 없을 것이다. 1초에 한 번씩 대뇌피질의 연결구조를 센다 해도, 3200만년이 소요될 것이다. 뇌를 연구하기 위해선 컴퓨터가 필수적이다. 뇌연구가에게 컴퓨터는 화가의 물감과도 같은 것이다. "라고 말한다. -뇌의 작용방법에 관한 지식이 컴퓨터기능의 향상에 주는 도움 : 만일 컴퓨터가 뇌의 능력까지 도달할 수 있다면, 컴퓨터는 뇌의 신경망과 매우 똑같이 한 번에 수백개 혹은 4천개의 전도로를 통해 정보를 비교, 처리할 수 있게 될 것이다. 모든 컴퓨터는 단지 정보의 한가지 흐름만 다룰 수 있다. 최고성능 컴퓨터라 해도 동시에 몇 개의 동일한 정보의 흐름만 처리할 수 있다. 연구자들이 희망하는 소위 신경망 컴퓨터는 각기 다른 대등한 정보의 흐름 가운데서 정보의 상대적 중요성을 언젠가는 판단하게 될 것이다. 따라서 이러한 컴퓨터의 인공신경망은 전체적인 상황판단에 따라, 정보의 흐름을 우선순위에 따라 차등화할 수 있다. 이로 인한 최대 장점은 컴퓨터로 하여금, 모양과 소리 등의 유형을 인식하고 통합할 수 있게 만드는 것이다. 현재 컴퓨터는 종종 형상과 소리를 확실히 분간하기 위해 수천번의 계산과정을 거쳐야 한다. 이런일들은 인간에게 있어서는, 한돌밖에 안된 아이가 한 순간에 생각해 낼 수 있는 간단한 일들이다. 이런 "신경컴퓨터"의 발달은, 음성인지와 인공시력과 같은 분야에 엄청난 기술적 진보를 약속한다. 뇌를 모델로 한 컴퓨터는, 반복적으로 나타나는 형상을 구별할 수 있는 능력을 갖고 있기 때문에 기존의 컴퓨터 보다 "학습"능력이 향상될 것이다. 이러한 능력을 갖춘 컴퓨터는 로봇 분야에 혁명을 일으킬 수 있으나 뇌의 능력에 도달하기에는 요원하다. -뇌와 컴퓨터의 자가수리 기능 : 오늘날 모든 컴퓨터들은 과거처럼 쉽게 고장나지는 않는다. 심지어 어떤 컴퓨터는 설계에 의해 주입된 제한된 자가수리 능력을 갖고 있다. 뇌는 손상을 복원하는 능력이 훨씬 뛰어나다. 부드럽고 연한 조직으로 구성된 노는 상처나 질병에 손상받기 쉽다. 예를 들어, 뇌졸증 후에 뇌는 손상을 인지하여 손상받은 부위의 일부 기능을 건강한 조직의 기능으로 보상할 수 있다. 일정시간이 지나면 이러한 보상기능으로 환자는 다시 말과 행동, 기억을 할 수 있게 되는 것이다. -감정부여 : 감정이란 인간지능에서 예측하기 어려운 부분으로, 인간의 사고와 고도로 정교한 인공지능을 구별짓는 가장 중요한 요소 중 하나다. 감정이란 사고뿐만 아니라 감각인지의 결과이다. 감정은 우리가 또한 공포의 비명을 듣고 무엇 때문에 그러는지 상상할 때처럼 생각을 불러일으킨다. 주위환경에 대한 단서를 해석하는 데 감정을 이용하고 뇌는 입수된 정보를 피질에 심어 뒷날 결정 과정에 매우 중요한 역할을 차지하게 된다. 컴퓨터가 감정을 나타내는 일은 단지 과학적 공상에 불과하다. 영화(ex '서기 2001년')에 나오는 사악한 컴퓨터(HAL)는 우주비행사의 임무에 간섭하여 방해하는 것으로 묘사되기도 한다. 그러나 컴퓨터는 감정 발휘가 불가능한 것은 물론, 그런 컴퓨터가 만들어질 가능성도 전혀 없다(?).


3.최근 뇌연구 동향
@뇌 연구 동향 미국 현재 큰 규모의 뇌 연구 프로젝트로 대표적인 것이 미국의 "뇌 연구의 10년(1990년부터 2000년)" 이라는 기치 아래 진행되는 Human Brain Project 가 유명하다. 미국내 유명 연구 그룹들이 참여하고 있는 이 프로젝트는 레이건 행정부에 의해 시작된 뇌 연구의 가장 큰 규모이다. 미국의 경우 예전의 여러가지 큰 규모의 프로젝트의 연장선에 있는 느낌입니다. 소련이 스푸트니크 위성을 세계 최초로 쏘아 올린 후, 미국은 놀래서는 온통 우주개발에 박차를 가했고, 핵폭탄을 만들기 위한 멘하튼 프로젝트, 이제는 뇌 연구... 주요 기술에서 선점 제압하려는 미국 특유의 의도가 보입니다. 일본 한편, 일본의 경우도 뇌 연구에서는 상당히 발전되어있다. 일본 과학기술청은 1996년 7월 4일 20년간 2조엔(약 14조2천억원)을 뇌 연구에 투입키로 하면서 국가 차원에서 본격적인 뇌 연구에 착수를 시작하고 있다. 이는 90년대를 "뇌의 10년"으로 선포한 미국의 뇌과학 연구를 따라잡기 위한 것으로 보인다. 현재 연간 1백억 엔인 뇌 관련연구비를 내년부터 10배로 늘여 일본 최대연구소인 이화학연구소 산하에 연구원 2천명 규모의 뇌과학 종합연구소를 설립해 사고와 기억등 뇌의 다양한 기능과 , 뇌 기능 게측장비, 인공지능 등에 관한 연구를 시작하기로 했다. 참고: 미국에는 현재 일본의 8배가 넘는 2만5천명이 뇌관련 연구단체인 신경과학회 회원으로 가입해 있으며, 미국의 국립 위생연구소에서만 연간 8천5백억 원의 연구비를 투입해 뇌관련연구를 진행하고 있다. 이는 일본의 12배에 해당하는 연구비이다. 한국 아직, 미국이나 일본과 같은 (연구비 규모는 차지하고) 체계적인 뇌 연구 프로젝트는 진행되지 않는 걸로 알고 있습니다. 유사한 프로젝트로는 1996년부터 시작된 G-7 감성공학 기반기술 내부에 한 부분으로 뇌 기능이 관련되어 있습니다. 현재의 국내에서는 이 분야로는 가장 큰 규모입니다. <---- 이 상황은 1997년 9월 까지였고....> 현재의 상황은 많이 좋아졌습니다. 1997년 10월 3일 과기처에서 "브레인 텍 21"이라는 야심에 찬 뇌과학연구 과제를 만들게 됨으로써 최소한 남부끄럽지 않을 정도는 이뤄졌습니다. 이 연구지원 정책에 의해, 한국과학기술원 내에 1997년 12월 6일 뇌과학연구센터가 개소되었습니다. 약간의 아쉬움이라면 유전공학연구소나 우주항공연구소처럼 뇌연구센터가 아닌 독립적인 "뇌과학연구소"가 설립되었더라면... 금상첨화가 아니었을까 하는 생각도 듭니다. <과학자들은 살아있는 뇌를 어떻게 관찰하는가?> 1970년대 초반까지만 해도 과학자들은 살아있는 뇌의 조잡한 영상밖에 볼수 없었다. 그들은 뇌에 관해 관찰한 것을 정확히 이해하기 위해 어림짐작하거나 상상을 해야만 했다. 뇌파도(EEG)는 뇌활동에 관한 소량의 정보만을 제공했고, 뇌척수액 검사는 감염이나 손상여부에 대한 단서를 제공했을 뿐이었다. 일반적인 X선 검사로는 주로 두 개골만 촬영할 수 있었다. 왜냐하면 뇌가 X선을 차단할 만한 밀도를 갖지 않기 때문이다. CT(또는 CAT,컴퓨터단층촬영술)와 MRI(자기공명영상)의 발달로 인해, 뇌 연구의 새로운 장이 열리게 되었다. CT촬영은 X선을 환자의 머리에 180도에 걸쳐 1도 간격으로 조사하여 시행한다. 컴퓨터는 이러한 과정에서 얻은 정보를 통합하여 화면에 뇌의 단면을 보여주게 된다. 뇌 내부구조의 더 세밀한 영상은 CT와 비슷하게 작동되는 (단, X선은 없음) MRI로 가능하다. MRI는 컴퓨터와 연결되면 뇌의 3차원 영상을 만들 수도 있다. CT와 MRI는 뇌의 구조와 뇌의 손상받은 곳이나 이상이 있는 곳의 정확한 위치를 알아내는 데 유익한 반면에, 뇌의 기능를 관찰하고 측정하는 데는 PET(양전자방사단층촬영)라 불리는 다른 기법이 훨씬 더 유용한데, 이것은 방사성 원소를 활자 혈액에 주입한 후 뇌안에서 그 원소가 활동하는 것을 추적하는 것이다. 컴퓨터에 들어간 이러한 정보는 뇌의 천연색 단면영상을 만든다. 이러한 영상은 하나만 나타날 때도 있고, 여러 개가 나타날 때도 있는데 어쨌든 뇌의 대사, 피의 흐름, 전기화학적 과정을 밝혀준다.



☞<문제제기> 동성애의 원인은 무엇인가?-뇌에 관련된 부분 ---이성애와 동성애를 결정짓는 요인에 관한 견해는 시대에 따라 변화해왔다. 고대의 기록을 보면, 동성애는 원시시대부터 존재했다는 것을 알 수 있다. BC4세기 그리스의 아테네 시민들은 대부분 동성애를 용인했다. 동성애를 용인하는 종교도 더러 있었지만 성서시대 이래로 유태교의 기독관 신앙에 의해 동성애는 맹렬한 비난의 대상이 되었다. ---<최근의 이론> ; 오늘 날 자신들의 동성애가 잘못된 것이라고 생각하는 사람들에게 성애의 방향전환을 돕기 위한 치료가 행해지고 있다. 방향을 전환하고 싶어하는 사람들에게 사용되는 상당히 효과적인 행동요법이 여러 가지 있다. 미국정신의학협회에서는 동성애를 더 이상 정신질환으로 간주하지 않는다. 과학자들은 현재 동성애에 대한 원인을 여러 방향으로 규명중이다. 그 중 한 연구계획은 이성애와 동성애가 결정되는 과정에 개입할 수 있는 출생전 Hormone의 역할과 생후 유아교육이 미치는 영향을 조사했다. 또다른 연구는, 평생 동성애만한 남성 중의 일부가, 여성 호르몬인 에스트로겐에 대해, 이성간에 사랑을 한 남성들과는 다른 반응을 보인다는 사실을 발견했지만 그것이 이성애와 동성애를 결정하는 데 어떤 영향을 미치는지 명확한 결론이 나지 않았다. 동성애의 유일한 원인으로서 규정지을 수는 없고, 또 가정 환경도 이성애와 동성애를 결정짓는데 별로 관계가 없다는 명백한 증거를 발견했다.(1993) <동성애의 생물학적 모델> 동성애가 선천적인 요인에 의하여 결정되는가를 살피는 연구들은 연구방법론의 발달로 예전보다 더 정교하게 이루어지고 있다. 그렇지만 연구 결과들은 일관성을 보이지 못하고 일부 게이들의 특성만을 설명하는 데 그치고 있다. 최근까지 동성애가 생물학적으로 결정되는가를 확인하려는 연구들은 주로 3가지 접근방법으로 나누어지고 있다. 세포유전학, 내분비계 및 신경해부학적 연구들이 바로 그것들이다. 그 첫 번째 접근방법은 유전적 요인이 동성애적 지향을 결정하는가를 밝히기 위한 고전적인 방법으로 일란성 쌍생아의 행동을 비교하는 연구였다. 보다 정확하게는 동성애적 지향이 순수한 유전요인에 의한 결과인가를 확인하기 위하여 서로 다른 환경에서 살아가는 일란성 쌍생아의 행동을 비교하거나, 서로 다른 유전인자를 지닌 다른 입양된 자들이 동일한 환경에서 살아가면서 나타내는 행동을 관찰하기도 한다. 1952년 칼만(Kallman)의 발표가 쌍생아의 동성애 일치율-일란성 100%, 이란성 15%정도-을 보고한 최초의 것으로 평가되는데, 연구에 대한 문제점(교도소 및 정신병원 수감자 표집상태에서 결과도출) 때문에 나중에 객관적 평가를 받지 못했다. 동성애 일치율은 표집을 어떻게 하느냐에 따라서 많이 달라지기 때문이다. 그 동안 여러 연구들에서 보인 통계를 종합하면, 일란성 쌍생아의 경우 동성애 일치율은 일반 형제들간의 일치율보다 훨씬 높은 50%정도에 해당되므로 어느 정도 생물학적 근거를 지지해 주고 있다. 그렇지만 일란성 쌍생아에서 동성애 일치율이 높은 편이라고 하더라도 100%가 아니라면 동성애의 결정요인은 유전적인 차원에서만 해석할 수 없는 복합적인 것임을 의미한다. 보다 최근에는 일부 학자들이 염색체상의 이상으로 '게이 유전자'가 성염색체 내부에 존재한다는 주장도 나오고 있다. 그러나 그 주장도 일부 게이 남성에게만 설명될수 있으며, 또 단 하나의 원인에 의하여 동성애적 성적지향이 결정되는 것 같지 않다. 그러한 유전적 성향을 불려받았다고 하더라도 출생을 전후하여 받은 영향들이 복합적으로 동성애적 지향을 결정하는 것같다. 여러 가지 연구 결과에 의하면, 게이들마다 서로 다른 원인에 의해서 동성애 지향이 발달하고 있는 것이 분명하다. 생물학적 모델의 두 번째 접근방법은 동성애가 호르몬의 영향때문인가를 확인하려는 것이다. 이러한 연구를 하게된 동기는 조류나 파충류 및 일부 포유동물의 연구에서 호르몬이 태아기 상태의 중추신경계 발달에 영향을 미친다는 점에서 찾을 수 있다. 사람도 동물처럼 태아기 동안 호르몬의 영향으로 중추신경계의 구조와 기능에 변화가 생기며, 그 결과로 남성이 여성적인 또는 여성이 남성적인 성적 지향을 보이게 된다고 가정해보는 것이다. -사실 흰족제비(ferret)의 연구에서는 그러한 가정이 증명되었다. 즉 흰족제비의 암컷이 뇌의 성 분화가 이루어지는 태아기 동안 남성호르몬 테스토스테론을 주입시킨 결과, 태어난 족제비는 암컷과 교미하려는행동이 나타났다. 역시 출생전의 원숭이(rhesus monkey) 암컷에게 남성호르몬을 주입했더니 출생후에는 수컷과 같은 행동을 보였다. 그러나 동물들의 연구결과와는 달리 호르몬 수준의 영향으로 인간의 성적 지향이 결정된다는 연구결과들은 일관성을 보이지 못하고 있다. 즉 소변이나 혈액의 성분을 분석한 결과, 게이 남성들이 이성애자인 남성들보다 남성호르몬의 수준이 낮거나 기형의 정자세포가 많으며, 레즈비언들이 이성애자인 여성들보다 남성호르몬의 수준이 더 높다는 연구들도 있었다. 그러나 반면에 혈액에서 게이들과 이성애자들 간의 호르몬 수준의 차이가 없다는 연구들도 많았다. 오히려 이러한 호르몬 수준의 차이를 보이더라도 그 자체가 동성애를 결정하는 요인이라기 보다도 성행동 양상이 다르게 나타난 결과 그러한 차이를 보였다고 말할 수 있다. 과거에 게이들을 위협하거나 구속하거나, 치료하려고 시도했음에도 불구하고 행동의 변화가 보이지 않자, 이를 호르몬의 불균형때문일 것이라고 가정했던 점도 증명되지 못했다. 혹자는 호르몬과 같은 생물학적 요인이 곧바로 게이가 될 수 있는 성향을 결정하는 것이 아니라 나중에 경험이 요인이 가미될 때 결정된다는 절충식 설명을 시도하기도 한다. 이 주장은 쥐들이 출생전 모체 내에서 호르몬의 영향을 받으면 나중에 성행동의 변화가 생긴다는 점에 착안하여 사람도 태아시 뇌에 호르몬의 영향을 민감하게 받는 결정적인 영역이 있을 것이라고 보는 접근이다. 이를 보다 더 쉽게 표현하면, 남자 아이가 태아기 당시 뇌에서 여성호르몬의 영향을 받도록 설계되었더라도 출생후 여성적인 행동을 보이지만 곧바로 게이로 발달하지 않는다는 주장이다. 그 아이가 나중에 동성과의 가까운 관계를 유지하면서 긍정적인 강화를 받아야만 원래부터 타고난 동성애자가 된다고 설명한다. 생물학적 모델의 세 번재 접근방법은 게이들의 뇌의 구조가 이성애자들의 구조와 다른가를 살피는 방법이다. 이러한 접근방법은 다른 접근방법들보다 더 정교한 연구도구를 사용하므로 매우 설득력있게 보인다. 그렇지만 연구대상자가 동성애 전집을 대표하지 못한다면, 일반화 가능성은 매우 낮을 수밖에 없다. 우선 1991년 사이언스(Science)지에 발표된 한 연구자(LeVay)의 결과가 그러한 접근방법의 선구적인 예이다. 그는 성행동과 관계가 깊다고 알려진 뇌구조물의 부위인 시상하부(hypothalamus)에서 게이와 이성애자 간의 차이가 있다고 보고하였다. 그렇지만 그의 연구는 조사대상자들이 모두 에이즈로 사망한 자들이었다는 중대한 약점을 가지고 있다. 또 근래에는 정신질환의 경력이 없는 성인 남성 중에서 이성애자 9명과 게이 8명의 뇌파를 비교했더니, 대뇌의 청각피질에서 반응이 다르게 나타났다고 보고했다. 이러한 결과도 변인을 어떻게 설정하느냐?에 따라서 다른 변인에 의해서 설명될 수도 있으며, 또 표집을 달리하여 반복실험을 할 경우에 일관성있는 결과를 얻는다고 보장하기도 어렵다.

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