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38억 년이라는 시간과 우주 공간으로의 초대!
우주와 생명의 탄생, 생각의 출현에 이르는 거시적 체계를 탐사!

이 책은 38억 년의 시공간을 넘나들며 우주와 생명의 탄생에서 시작해 감각과 운동, 기억, 느낌, 의식, 창의성에 이른 전 과정을 흥미진진하게 탐구한다. 신경철학자들의 사유와 포스트모던철학의 사유, 과학 사유(생물학, 입자물리학, 양자역학, 상대성이론…)를 총망라하며, 인간에 이르러 비로소 '생각한다'는 것이 가능하게 된 기원을 알아본다.

저자는 뇌 공부를 하면서 깨달은 생명의 긴 여정, 환경 변화에 적응하는 척추동물 진화의 역사를 생명과 세포의 관점으로 들여다본다. 지식의 의미와 내용을 뇌과학의 시각으로 일관되게 구성하며, 의식이라는 놀라운 생명현상의 근원을 추적한다. 먼저 우주의 관점에서 본 시공에 관한 문제들, 우주를 구성하고 있는 물질세계에 대해 이야기한다.

그런 다음 생각의 출현을 본격적으로 알아본다. 어류, 조류, 양서류, 포유류, 영장류, 호모사피엔스에 이르는 뇌의 발생과 진화를 설명한다. 인간 뇌의 진화과정 속에서 생각이 어떻게 출현하게 되는지를 살펴본다. 시공의 춤, 원자의 춤, 세포의 춤이 만들어내는 자연현상 속에서 인간의 생각을 이해하게 될 것이다.

‘나’는 뇌의 활동입니다.
뇌 세포의 집합적 활동 결과로
의식을 생성할 때 비로소 ‘나’는 존재합니다.
언어와 문화는 뇌 작용의 일부입니다.
인간에 이르러 비로소 ‘생각한다’는 것이 가능하게 된 기원과
우주와 생명의 탄생에서 시작해 감각과 운동,
기억, 느낌, 의식 그리고 창의성에 이르는 전 과정을 탐구합니다.

2008년 최고의 지식 이벤트! ‘뇌, 생각의 출현’ 출간

2004년부터 2008년 현재까지 ‘뇌와 생각의 출현’이라는 강의로 인문학과 자연과학의 사이에서 새로운 사유의 물꼬를 튼 사람이 있었다. 그의 강의가 처음 시작된 곳은 ‘연구공간 수유＋너머’였다. 첫 테마는 ‘양자역학과 인문과학!’ “양자역학의 내용과 어려운 공식을 정확하게 이해하고 이를 통해 인문과학과 자연과학의 열린 소통 공간을 창출”하고자 한 강연이었다. 강사는 놀랍게도 반도체 연구로 학위를 받은 전자공학도 박문호였다. 박문호 박사의 강의는 ‘뇌, 세계의 열림과 접힘’, ‘뇌와 생각의 출현’으로 이어졌고, 그의 막힘없는 사유에 대해 인문학자 고미숙, 자연과학자 최재천 등이 관심을 갖기 시작했다.
박문호 박사의 공식 직함은 한국전자통신원구원(ETRI) 책임연구원이다. 그는 우리 사회에서 뇌 과학 전문가로 널리 알려져 있으며, 대전에서 2002년 시작된 ‘백북스 학습독서공동체(www.100books.kr)’를 이끌어가면서 자연과학 독서운동을 펼치는 지식문화 운동가이기도 하다.
그가 강의한 곳은 국내에서는 이름만 들어도 알 수 있는 학교와 연구자들의 공부 모임이었다. 연구공간 수유＋너머를 비롯하여 카이스트, 서울대학교, 삼성경제연구소, 고전아카데미, 불교TV 등에서 앞다투어 그를 초청했고, 박문호 박사는 자신이 30여 년 동안 이어온 탐구적 독서를 통해 체득한 자연과학과 인문학 지식을 바탕하여 천문, 우주, 생명, 뇌 과학 분야의 강의를 진행했다. 우주의 탄생, 생명의 탄생, 죽음의 발명, 그리고 생각의 출현까지 이어지는 방대한 자연과학 지식을 접한 인문학 연구자들은 자신의 전공 분야와 관련된 질문과 답변, 그리고 인문학과 자연과학을 가로지르는 ‘새로운 사유’의 가능성에 대해 시간가는 줄 모르고 토론하곤 했다.
박문호 박사의 첫 작품 〈뇌, 생각의 출현〉의 출간은 그래서 많은 사람들의 관심 속에서 진행되었다. 이 책은 2004~2008년까지 이어진 5년의 강의를 교양 대중들과 함께 나누기 위해, 방대한 양의 지식을 체계적으로 재구성하였다. 〈뇌, 생각의 출현〉이 ‘뇌’라는 제한된 영역을 다루었다면 많은 사람들의 관심과 놀라움을 이끌어내지 못했을 것이다. 박문호 박사는 에덜만, 이나스, 다마지오 등의 신경철학자들의 사유와 포스트모던 철학의 사유, 그리고 생물학, 입자물리학, 양자역학, 상대성이론 등의 과학 사유를 총망라했을 뿐 아니라, 그 지식의 의미와 내용을 ‘뇌 과학’의 시각으로 일관되게 구성했다. 뿐만 아니라 딱딱하고 어렵다는 과학 사유를 강의식 입말인 ‘구어체’로 풀어가고 있어 다른 차원의 생각과 상상력을 갈망하는 사람들에게 새로운 세계를 열어줄 것으로 기대하고 있다.
이 책의 근간이 된 것은 불교TV에서 2007년 4월부터 10월까지 6개월 동안 진행된 28회 강의였다. 그 강의를 들은 사람들의 반응은 방송 후 수많은 댓글로 강의 후기를 올렸고, 이후 입소문으로 퍼져나가 많은 사람들에게 지적 자극과 흥분을 불러일으켰다.
박문호 박사의 〈뇌, 생각의 출현〉은 38억 년이라는 시간과 우주라는 공간으로 우리의 지식과 세계관을 확장시킨다. 이 책은 인간을 넘고 지구를 벗어나 우주와 생명의 탄생 그리고 생각의 출현에 이르는 거시적 체계를 탐사하는데, 38...억 년의 시공간을 넘나들며 펼치는 그의 사유는 자연과학의 역사를 ‘생명, 세포’의 관점으로 들여다보고 있어 우리의 우주 개념을 다른 차원으로 업그레이드시키는 거대한 지식 세계를 알려준다.
또한 미시적으로는 ‘생각’, ‘의식’이 우리 뇌에서 어떻게 나타나고 작동하는지를 현미경처럼 자세하게 관찰하고 서술하고 있다. 즉, 어류, 조류, 양서류, 포유류, 영장류, 그리고 호모사피엔스에 이르는 뇌의 발생과 진화, 그리고 인간 뇌의 진화과정 속에서 감정, 기억, 생각, 창의력 등이 어떻게 출현하게 되는지를 살피고 있다. 박문호 박사의 〈뇌, 생각의 출현〉은 이러한 자연과학적 지식과 인문적 지식이 한데 어우러져진 새로운 세계상을 열어주는 책이라 할 수 있다.

인간을 넘어, 지구를 넘어 우주 현상으로서 생명과 생각의 출현을 탐사하다
- 《뇌, 생각의 출현》의 특징 1

박문호 박사는 우주, 천문 현상으로서 ‘생명’을 이야기하면서 이 책의 첫발을 내딛는다. 그는 생명 탄생에서 의식의 출현까지를 다루는데, 그것은 생각의 출현을 우주 현상이라고 보았기 때문이다. 그래서 우주에서 출발한다. 우주 속에 있는 모든 것은 자연의 현상이다. 그리고 척추동물이 등장하는 3억 년 정도의 진화 흐름을 서술하면서 최초의 생명체가 나온 38억 년 전 시아노박테리아가 이야기를 꺼낸다. 여기서 조금 더 밀고 들어가 시아노박테리아 같은 단세포부터 살펴볼 것을 제안한다.
이 책은 생각의 출현에 앞서 우주의 관점에서 본 시공에 관한 문제들, 우주를 구성하고 있는 물질세계를 먼저 거론하며, 대칭의 세계가 있었고, 대칭이 자발적으로 붕괴하면서 우주의 네 가지 힘(중력, 강한 상호작용, 약한 상호작용, 전자기 상호작용. 입자물리학에서는 이것을 자발적 대칭 파괴라고 한다)이 상호작용하여 ‘일어남의 세계’가 출현한다는 점을 강조한다.
박문호 박사는 이런 관점에서 의식이라는 놀라운 생명 현상의 근원을 향해 추적한다. 호모사피엔스, 영장류, 척추동물, 다세포동물, 진핵세포, 원핵세포, 광합성 세균, DNA, ATP 합성효소, 성간물질, 분자의 세계, 원자의 세계, 쿼크, 우주의 네 가지 힘, 대칭성의 자발적 붕괴, 그리고 최종적으로 마침내 이 모든 것을 출현시킨 아무것도 구별되지 않은 비존재 같은 대칭을 마주하게 됨을 말하고 있는 것이다.

…… 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.
여기서 사실 생명과 최초로 연계되는 것은 초신성 폭발이라는 현상입니다. 초신성이 폭발하면서 나온 강력한 엑스선이 태양계 안의 지구에서 생명체가 진화하는 데 DNA 돌연변이를 일으키는 것으로 생각되고 있죠.
그리고 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》 48~49쪽

인간의 뇌, 생각은 어떻게 만들어지는가
- 《뇌, 생각의 출현》의 특징 2

박문호 박사는 뇌의 본질적 기능이 환경에 적응하는 운동의 생성임을 누누이 강조한다. 이 운동을 통해 매순간 새로운 시간과 공간 감각이 생겨나고, 이 시공간 정보로 분류된 기억들이 행동을 계획하고 표출하여 우리는 환경에 적응하게 된다. 그는 이것이 아인슈타인의 상대성이론과 결합된다고 본다. 시공간의 곡률로서 규정되는 우주라는 무대와 무대 위 배우로서 규정되는 주체가 서로 다른 존재가 아니라는 점에서 말이다.
그는 과학과 인문이라는 두 문화의 심연을 메워줄 희망을 뇌 과학에서 찾았다. 뇌 과학이 던지는 메시지는 ‘이러면 이렇게 되고 저러면 저렇게 된다’이다. 뇌의 시스템이 어떻게 패턴 지어지느냐에 따라 우리의 행동이 결정된다는 것이다. 이 사실을 꾸준히 확인하여 습관화하면 우리의 사고는 변화한다는 것이 박문호 박사의 뇌 과학 공부의 결과이다. 이 책은 그 과정을 깊고 넓게 탐구한다.
우리의 뇌는 크게 세 영역으로 나뉜다. 앞은 운동, 뒤는 감각, 가운데 기억이다. 감각, 운동, 기억은 생명 현상을 떠받치는 세 개의 받침대이다. 생명체의 생존을 위해 필요한 모든 것은 존재 바깥에 있다. 모든 생명체가 피해 갈 수 없는 공통점이다. 생명 현상이 지속되려면 밖에 있는 것을 내 안으로 가져와야 하는데, 외부의 것을 내 안으로 가져오는 것이 감각 메커니즘과 운동 메커니즘이다.
뇌는 신체 내부와 주위 세계를 연결하고 중재한다. 외부 세계는 신체가 필요로 하는 모든 것의 근원이지만, 신체 내부의 욕구에 냉담하다. 뇌는 밖에 있는 것을 나에게로 가지고 오게 하는 것! 이것이 뇌의 본질적 기능이고, 그 기능의 핵심이 감각, 운동, 기억이다.

…… 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》 250~251쪽

뇌와 감각, 생각이 인간을 움직이다
- 《뇌, 생각의 출현》의 특징 3

이 책의 3부에서는 우리의 뇌가 보고, 듣고, 느끼고, 감동하고, 웃고, 화내고, 운동하고, 꿈꾸고, 자아를 깨닫고, 창조적으로 생각하고, 예측하는 인간의 움직임은 곧 뇌의 움직임이고 곧 인간의 생각이라는 것을, 뇌와 시각, 뇌와 청각, 뇌와 감정 등 9개의 테마를 통해 구체적으로 이야기하고 있다.
의식은 어디에서 왔을까? 척수-뇌간 시스템에 의해서 의식 상태가 정해지면, 시각이나 청각, 촉각, 체감각 피질에 의식의 내용이 채워진다. 이런 것들이 모여 그 위의 단계로 가서 느낌이나 기억과 연계해서 의식을 만들어낸다. 그러기에 의식을 알기 위해서는 각각의 개별 감각에 의해 형성된 환경에 대해 운동 출력으로 반응하는 전 과정을 이해해야 한다. 또한 사회가 복잡해지고 어려워질수록 비전을 제시하는 힘이 필요한데, 그 바탕에는 요동하는 복잡계가 아닌 목적 지향적인 복합계의 뇌 시스템이 있다. 복합계에서는 필연적으로 방향을 예측하고 그 방향을 향해 움직이는 동력이 작용하고 있다. 정확하게 예측할 뿐만 아니라 비전을 제시하기 위해서는 풍부한 감정, 느낌이 필요하다고 한다.

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》 393~402쪽.

뇌와 학습, 생각이 확장되고 창조의 길로 나아가다
- 《뇌, 생각의 출현》의 특징 4

박문호 박사는 이 책에서 뇌의 구조, 뇌의 작용을 통해서 어떻게 의식, 생각, 느낌 등이 나타나는지를 때로는 넓게, 때로는 깊게 이야기한다. 그러면서 의식의 구조에서 바탕을 이루는 물리학, 특히 입자물리학의 세계도 들여다본다. 인간의 생각도 대칭과 대칭의 붕괴를 일으키며 계속 움직여간다는 것이다.
《뇌, 생각의 출현》에서 생각의 대칭과 대칭의 붕괴를 일으키는 가장 큰 원동력은 ‘학습’이라고 강조한다. 인간의 기억은 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 절차 기억, 신념 기억 그리고 학습 기억이다. 절차 기억은 주로 대뇌기저핵의 일부인 선조체를 중심으로 일어나고, 신념 기억은 공포에 반응하는 편도체, 자율신경 호르몬의 반응 등이 매개가 되고, 학습 기억은 기억이 만들어지는 해마를 중심으로 해서 일어난다. 학습 기억은 10세 전후에 급격히 증가한다. 25세쯤 되면 절정에 이르고, 35세쯤 되면 안정적이다가 60세 이후에는 급격히 줄어든다.
학습을 하면 기억 시스템이 바뀐다. 유연한 사고를 가진 사람들의 기억은 학습 기억이 큰 비중을 차지한다. 집중적으로 학습하는 대학 시절 이후에는 학습 기억이 30%로 줄어들게 되면서 신념 기억이 60% 정도로 올라간다. 즉 나이 들어가면서 학습 부재형의 고지식한 인간이 되는 것이다. 자기가 알고 있는 몇 가지 고정된 신념 체계가 생각의 유연성을 가로막는 것이다. 신념 기억은 어려운 환경을 극복하는 데 강력한 추진력을 주지만, 방향을 잘못 설정하면 다른 사람들과 충돌을 일으킨다는 것이다. 서로 다른 신념 시스템끼리 충돌하는 것은 우리 사회에서 흔히 보이는 일인데, 새로운 학문을 끊임없이 공부해야만 우리의 뇌는 학습 기억의 우세한 상태로 동작하여 유연하고 창의적인 인간이 된다는 것이다.
결국 생각의 출현으로 가는 길에는 융통성과 판단력, 비전이 탁월한 학습 주도형의 인간이 서 있는 것이다. 스스로 대칭을 깨뜨리고 다시 대칭으로 향하는 것이다. 우주 모델의 대칭이 깨어져서 나타난 것이 뇌, 의식의 출현인 것이다.

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 해야 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》 479~481쪽.

이 책의 전체 내용의 흐름
1부 우주와 생명, 생각은 어디에서 오는가
우주의 완전한 대칭이 깨어지고, 우주의 네 가지 힘이 나오고,
초신성이 폭발하고, 그 잔류물이 지구에 이른 날 시작된 지구의 생명.
원핵세포, 진핵세포, 다세포 생물 그리고 인간.
감각세포, 운동세포, 신경세포 그리고 생각.
우주적인 시각, 시간의 상상력으로 무장하고
우리는 한 번도 경험하지 못했던 거대한 시간 속으로 들어간다.

2부 인간의 뇌, 생각은 어떻게 만들어지는가
머리뼈의 보호와 척추, 척수의 도움을 받으며
인간의 뇌는 인간 몸의 내부와 외부 세계를 연결하고 중계한다.
대뇌, 소뇌, 중뇌, 교뇌, 연수, 척수.
좀더 들어가서 운동 프로그래머 전두엽,
운동 출력을 선택하는 대뇌기저핵, 감각 신호를 전달하는 시상,
의식의 상태를 결정하는 뇌간 그물형성체, 운동의 타이머 소뇌…….
뇌의 구조는 곧 뇌의 기능이고,
죽음에 이르기 전까지 매 순간 정교하고 민첩하게 움직이는 인간의 뇌는
인간을 ‘잘’ 움직이게 하는 완벽한 중추 시스템이다.

3부 뇌와 감각, 생각이 인간을 움직이다
보고, 듣고, 느끼고, 감동하고, 웃고, 화내고, 운동하고, 꿈꾸고,
자아를 깨닫고, 창조적으로 생각하고, 예측하고…….
살아 있는 동안 인간은 끊임없이 움직인다.
인간의 움직임은 곧 뇌의 움직임이고 곧 인간의 생각이다.

4부 창조하는 뇌, 대칭이 깨어지고 생각이 확장되다
우주라는 시공간에서 깨어진 대칭은 다시 대칭으로 돌아간다.
우주 생명체인 인간 역시
생각의 대칭을 깨고 다시 대칭으로 향하고
또다시 생각의 대칭을 깨고 대칭으로 돌아가며
바로 지금 이 순간보다 완전한 존재를 향해 움직인다.

저자 소개 추가
뇌 과학 강의로 ‘두 문화’를 가로지르다
그의 뇌 과학 강의는 강렬한 독서 체험을 바탕으로 하고 있다. 인문과학 30% 자연과학 70%의 책읽기는 고교 시절부터 문과와 이과를 분리해 단절을 더욱 고착화시키는 한국 사회에서 두 학문 간 심연을 가로지르는 다리를 놓는 데 더없이 소중한 지적 자산이 되었다. 연구공간 수유＋너머, 삼성경제연구원, 서울대학교, 카이스트, 불교TV 등 대학과 연구소에서 우주와 뇌를 주제로 한 강의 요청이 많은 것은 그의 강의가 각각 떨어져 있는 분야를 연결시키고 통합시켜 전체를 보게 하는 데 있기 때문이다.
“자연과 인간을 총체적으로 이해하려면 다양한 분야에 대한 학습독서가 필수입니다. 특히 자연과학에 대한 깊은 이해가 있어야 합니다. 자연과학을 아는 오피니언 리더가 많아야 경쟁력 있는 나라를 만들 수 있습니다. 앞으로 펼쳐질 ‘융합(convergence)’의 시대에는 인문학과 자연과학이 통합된 사고가 중요합니다. 시와 문학, 종교와 예술을 통합하는 문화적 프레임으로서 과학을 주목해야 합니다.”
그는 고교 시절까지 역사책을 탐독했고 대학 시절에 전공 이외에 천문학과 생물학에 관한 책을 많이 읽었다. 자연히 매주 서점에 가서 두세 시간에 걸쳐 책을 고르는 것이 일상화되었다. 서점에 직접 가서 책을 고르면 시대의 흐름을 알 수 있고 필요한 책을 제대로 살 수 있어 좋다고 한다.
별을 보는 동호회 활동을 하며 천문학 분야를 강의하기 시작한 것이 그의 강연 생활의 시작이었다. 10년 전부터는 ‘뇌’에 대한 책을 읽기 시작했다. 뇌에 대해 더 통합적으로 이해하기 위해 일상에서 펼쳐지는 뇌의 작용도 연구했다.

책으로 ‘학습’하는 사람들의 모임, 백북스 학습독서공동체
그는 백북스 학습공동체(www.100books.kr)의 공동위원장이다. 대전에 본부를 둔 이 독서클럽은 학습공동체이다. ‘학습’하는 자세로 책을 읽는 곳이다. 한번 ‘쓰윽’ 읽고 마는 ‘취미독서’가 아니라 검증된 수백, 수천 편의 논문의 집합체인 교과서를 공부하는 자세로 파고 또 파면서 심층 분석해 읽는 것이다. 백북스 학습독서공동체의 인터넷 회원은 5천 명이 넘는다. 뿐만 아니라 천문우주＋뇌과학 모임, 경영경제 모임, 창의성 디자인 모임 등 전문적인 주제에 집중하는 오프라인 소모임 활동도 활발하다. 2007년 겨울에는 서울 모임이 만들어져 활발하게 활동하고 있다.
“책읽기 운동을 일종의 문화 운동으로 승화시켜 인류문화에 기여할 수 있는 독서문화를 만드는 데 도움이 되고 싶습니다. 특히 과학이 우리 삶의 철학으로 승화돼 과학주의가 살아 숨쉬는 사회를 만드는 데 일조했으면 합니다.”

책으로 ‘학습’하는 사람들의 모임, 백북스 학습독서공동체
그는 백북스 학습공동체(www.100books.kr)의 공동위원장이다. 대전에 본부를 이 독서클럽은 학습공동체이다. ‘학습’하는 자세로 책을 읽는 곳이다. 한번 ‘쓰윽’ 읽고 마는 ‘취미독서’가 아니라 검증된 수백, 수천 편의 논문의 집합체인 교과서를 공부하는 자세로 파고 또 파면서 심층 분석해 읽는 것이다. 백북스 학습독서공동체의 인터넷 회원은 5천 명이 넘는다. 뿐만 아니라 천문우주＋뇌과학 모임, 경영경제 모임, 창의성 디자인 모임 등 전문적인 주제에 집중하는 오프라인 소모임 활동도 활발하다. 2007년 겨울에는 서울 모임이 만들어져 활발하게 활동하고 있다.

“책읽기 운동을 일종의 문화 운동으로 승화시켜 인류문화에 기여할 수 있는 독서문화를 만드는 데 도움이 되고 싶습니다. 특히 과학이 우리 삶의 철학으로 승화돼 과학주의가 살아 숨쉬는 사회를 만드는데 일조했으면 합니다.”

추천사

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

지은이의 말

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
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…… 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 중에서 / 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. 느낌...에 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 중에서 / pp. 393~402)