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감각 - 놀라운 메커니즘 : 눈, 코, 귀, 혀, 피부 등 인체가 가진 고성능 센서

원제 : 感覺-驚異のしくみ 眼,耳,鼻,舌,皮膚など人體に備わる高性能センサ-
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책소개

《감각 ― 놀라운 메커니즘》은 우리 몸에서 외부 세계를 인식할 수 있는 정교한 장치인 '감각'이 있는데, 이 다섯 가지 감각이 어떠한 메커니즘으로 생겨서 뇌에서 인식되는지를 설명하는 책이다. 다섯 가지 감각은 촉각, 후각, 미각, 시각, 청각을 말한다. 이 책을 통해서 ‘감각’에 대한 상세하고도 체계적인 개념을 일목요연하게 정리할 수 있다.

출판사 서평

[출간 의의]

인간의 감각은 어떻게 작동하는가?


눈을 감고 외부 세계를 느껴 보자. 귀에서는 온갖 소리가 들려온다. 코로는 주변의 냄새를 맡을 수 있다. 그리고 발바닥을 포함한 몸의 일부가 어딘가에 닿아 있음을 느낄 수 있고, 시원하거나 덥거나 추운 날씨도 느낄 수 있다. 이제 눈을 떠 본다. 몸속으로 들어오는 외부 세계의 정보는 비약적으로 늘어난다. 이렇듯 우리 몸에는 외부 세계를 인식할 수 있는 정교한 장치가 마련되어 있다. 바로 ‘감각’이다. 즉 우리는 눈으로 보고, 귀로 듣고, 코로 냄새 맡고, 입속에서 맛을 느끼며, 온몸의 피부에서는 촉각을 느낀다.
이 책 《감각 ― 놀라운 메커니즘》은 이러한 다섯 가지 감각이 어떠한 메커니즘으로 생겨서 뇌에서 인식되는지를 설명하는 책이다.
먼저 프롤로그에서는, 모든 감각의 최종 ‘도착지’인 뇌에서는 감각 정보가 어떤 과정으로 도달하는지를 알아본다.
제1장에서는 시각을 다룬다. 눈의 구조와 함께 시야ㆍ광량의 조절ㆍ핀트ㆍ해상도 등 시각에 관련된 기본 지식을 우선 정리한다. 이어서 시세포, 빛의 자극과 전기 신호의 발생, 색각, 맹점, 사물의 형태와 방향의 인식 등에 대해서도 알아본다. 또 근시ㆍ원시ㆍ난시ㆍ노안 등을 비롯해, 당뇨병성 망막증ㆍ황반 변성ㆍ백내장ㆍ녹내장ㆍ비문증 등 눈에 관련된 다양한 질환에 대해서도 상세한 그림을 바탕으로 설명한다.
제2장의 주제는 청각이다. 먼저 청각의 전제인 소리와 그 높낮이, 음파, 음속, 도플러 효과 등 청각에 관련된 배경 지식을 소개한다. 이어서 귀의 구조, 소리가 인식되는 과정을 비롯해, 가속 운동과 회전 운동 등 평형 감각까지도 세밀하게 분석한다. 음치, 멀미 등 일상생활에서 만나는 소리와 평형 감각의 이상 사례에 대해서도 설명한다.
제3장은 후각과 미각의 장이다. 냄새 분자에서부터 전기 신호의 발생, 후각의 메커니즘, 페로몬 등 후각의 기본과 핵심 사항을 빠짐없이 소개한다. 미각에서도 미뢰, 음식물 분자, 미각의 메커니즘, 맛과 미각 등 미각에서 반드시 알고 있어야 할 내용들을 정리한다.
제4장에서는 촉각을 소개한다. 통각ㆍ온각ㆍ냉각ㆍ압각 등을 느끼는 피부의 구조와 메커니즘은 물론, 일상생활에서 겪는 통증과 치료의 원리까지도 상세하게 설명한다.
이 책을 통해서 ‘감각’에 대한 상세하고도 체계적인 개념을 일목요연하게 정리할 수 있으리라고 믿는다.

[특장]

● 감각 기관의 구조와 작동 원리를 보여 주는 정밀한 일러스트레이션
우리 몸의 감각 기관은 대부분 몸속에 있어서 눈으로 확인하기 어려운 경우가 많다. 감각에 대해 정확히 알기 위해서는 그 바탕인 감각 기관에 대한 이해가 필수이고, 그것은 정밀한 그림을 통해서만 가능하다고 해도 지나친 말은 아니다. 《Newton》은 과학의 원리를 고급 일러스트레이션과 사진으로 설명하는 것으로 독자의 평가를 받아 왔다. 이러한 《Newton》의 장기는 이 책 《감각 ― 놀라운 메커니즘》에서도 유감없이 발휘된다. 눈, 코, 귀, 혀, 피부 등 감각 기관의 구조와 작동 원리를 정밀한 이미지 자료를 바탕으로 설명함으로써 상세하게 이해할 수 있도록 해 준다.

● 시각 : 빛과 시야, 핀트와 해상도, 색각, 형태 인식, 안질환, 색각 이상 등 설명
우리의 시각은 동공으로 들어온 빛이 망막에 닿고, 그것이 시신경을 통해 뇌에 전달됨으로써 완성된다. 빛과 시각에 관련된 여러 가지 요소인 빛과 눈의 구조, 시야와 빛의 양 조절, 핀트와 해상도, 시세포와 전기 신호, 색각과 형태의 인식, 근시ㆍ원시ㆍ난시ㆍ노안, 그리고 당뇨병성 망막증ㆍ녹내장ㆍ백내장ㆍ비문증 등 눈에 관련된 질병까지, 시각에 관련된 메커니즘을 설명한다.

● 청각 : 소리와 증폭, 자극과 전기 신호, 소리의 인식, 가속ㆍ회전의 인식 등 설명
외부에서 발생한 소리의 진동은 외이ㆍ중이ㆍ내이 및 와우 신경 등을 거치면서 최종적으로는 뇌에 전달된다. 청각의 발생 원천인 소리의 기본 성질과 함께 소리의 높낮이, 초음파, 음속, 도플러 효과 등을 설명한다. 또 귀의 구조, 소리의 증폭, 소리의 자극과 전기 신호, 뇌에 전달되어 인식되는 메커니즘, 가속 운동과 회전 운동을 인식하는 원리 및 음치ㆍ멀미 등 청각과 평형 감각에 대한 우리 주변의 사례에 대해서도 상세히 알아본다.

● 후각ㆍ미각 : 냄새 분자, 페로몬, 미뢰와 음식물 분자, 맛과 미각 등 설명
먼저 후각에서는, 냄새 분자가 코에 들어가 전기 신호로 바뀌어 뇌에 전달되기까지의 과정을 상세히 설명한다. 아울러 후각에 관련된 여러 가지 특성, 즉 냄새 분자의 특징, 냄새 분자의 포획 과정, 그리고 이성에게 큰 영향을 미치는 물질인 페로몬이 작용하는 메커니즘에 대해서도 정리한다. 미각에서는, 맛을 느끼는 미뢰, 음식물 분자의 포획과 이온 채널, 그리고 맛과 미각에 대한 연구가 어느 정도 발전했는지에 대해서도 전문가의 견해를 들어 본다.

● 촉각 : 피부의 센서, 압력 센서, 통각과 냉온각 센서, 피부와 척수 등
촉각의 감각 기관은 우리 몸 전체의 피부에 퍼져 있다. 우리의 피부에서는 무엇이 닿았을 때의 감각과, 뜨겁고 차가운 온도에 대한 감각, 통증에 대한 감각을 느낀다. 이러한 촉각에 관련된 피부의 센서, 압력 센서, 통각과 냉온각 센서의 메커니즘을 먼저 설명한다. 그리고 피부에서 척수로 이어지는 신경, 뇌의 체성 감각 영역에서 처리되는 메커니즘에 대해서도 알아본다.

● 과학 도서의 새로운 기준, ‘뉴턴 하이라이트 시리즈’
과학 잡지 〈Newton〉은 수준 높은 기사를 통해 한국의 과학 대중화를 추구하고 있다. 이러한 작업의 하나로, 독자들에게 호평을 받았던 기사를 단행본 형태로 재구성한 ‘뉴턴 하이라이트 시리즈’를 매달 선보이고 있다. 앞서 나온 〈상대성 이론〉 〈인체-21세기 해부학〉 〈주기율표〉 〈뇌와 마음의 구조〉 〈신비한 수학의 세계〉 등의 다양한 내용은 한국 과학 도서의 새로운 기준이 될 것이다.

목차

프롤로그 : 뇌와 감각의 메커니즘
감각 정보의 지각 / 뉴런(신경 세포) / 신호 전달 ①~③ / 감각 기관에서 뇌로

1장 시각의 메커니즘
시각의 자극 ― 빛 / 눈의 분해 / 그림으로 보는 눈 ①~③ / 안구가 움직이는 메커니즘
시야 / 빛의 양 조절 / 핀트 맞추기 / 보는 것의 거리 / 해상도 / 빛을 받아들이는 메커니즘 / 시세포의 분포 / 빛의 자극에서 전기 신호로 / 색각의 통합 / 색각의 진화 / 뇌에 이르는 영상 / 맹점 / 색각의 인식 / 형태의 인식 / 움직임ㆍ깊이의 인식 / 근시ㆍ원시ㆍ난시ㆍ노안 ①~③ / 당뇨병 망막증 / 노인성 황반 변성 / 망막증의 치료 방법 / 녹내장 / 백내장 / 비문증(飛蚊症) / 눈의 선천적 이상 / 색각의 이상 / 여러 가지 눈의 질병 / 에베르하르트 츠레너 교수 인터뷰

2장 청각의 메커니즘
청각의 자극 ― 소리 / 소리의 높낮이 / 초음파 / 음속 / 도플러 효과 / 귀의 구조 / 소리의 증폭 / 소리 자극을 전기 신호로 / 뇌에 이르는 소리 / 소리를 알아듣는 메커니즘 / 칼럼 음치 / 가속 운동을 느끼는 메커니즘 / 회전 운동을 느끼는 메커니즘 / 뇌에 전달되는 머리의 움직임ㆍ기울기 / 칼럼 멀미/ 귀의 기원과 진화

3장 후각ㆍ미각의 메커니즘
후각 다이제스트 / 냄새 분자의 포획 / 냄새 분자에서 전기 신호로 / 후각의 신비 / 페로몬 ①~③ / 미각 다이제스트 / 미뢰 / 음식물 분자의 포획 / 미각의 신비 / 맛과 미각

4장 촉각의 메커니즘
촉각 다이제스트 / 피부의 센서 / 압력 센서 / 통각ㆍ온랭각 센서 / 피부에서 척수로 / 체성 감각 영역 / 통각

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