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인공지능이 세상을 뒤흔들고 있지만,
인간의 뇌는 여전히 창의성과 판단력에 있어서는 대체불가능한 존재이다.
두 과학자와 함께 그 신비로운 세계로 탐험을 떠나보자.

지구상의 어떤 네트워크보다 복잡하며
우주만큼이나 신비로운 우리의 뇌!

더 나은 삶과 창의적인 활동을 위해
뇌의 기능과 작동 원리를 이해하고
뇌 건강을 유지하는 법을 배우자!

세종도서 선정작 『노벨상으로 본 과학과 창의성』의 공저자가 알려주는
뇌 기능 최적화와 건강 유지 비결

인간을 인간으로 만드는 것은 무엇일까? 불과 1,350g 정도의 무게를 지닌 우리의 뇌 속에는 하나당 7,000개의 시냅스를 가진 뉴런이 약 860억 개 들어 있다. 이처럼 고도로 발달한 뇌의 신경망 덕택에 인류는 만물의 영장이 되었다.
이토록 복잡하고 신비로운 인간의 뇌에 대해 아직 우리는 모르는 것이 많다. 하지만 최근 인공지능 개발 분야가 급성장하면서 인간 뇌 신경망에 대한 연구도 다시금 활기를 띠는 추세다. 인공지능도 어디까지나 인간의 뇌가 작동하는 원리를 본뜬 것이기 때문이다. 이에 따라 근래 들어서 우리 뇌에 대한 새로운 정보가 속속 밝혀지고 있다.
이와 같이 뇌의 작동 원리가 하나씩 밝혀지면 이를 응용하여 뇌 건강을 유지하는 방법에 대해서도 힌트를 얻을 수 있다. 사람이 나이를 먹으면 인지 기능 저하 등 다양한 문제가 나타나는데, 이런 문제들을 예방하고 뇌 건강을 지키는 것이 행복한 삶을 유지하는 첫걸음일 것이다. 뇌가 어떻게 기능하는지, 그리고 어떻게 하면 뇌를 건강하게 지킬 수 있는지 책을 통해 함께 알아가보자.

머리말

Ⅰ뇌의 건축학 개론

우주와 인간의 뇌는 닮았을까
치료제 1회 주사 가격이 25억 원
컴퓨터를 인간의 신경에 연결할 수 있어
10대들이 보이는 스트레스 반응 유형
몸 안에 있는 메트로놈
인간 뉴런의 특별함은 아직 미스터리
뇌의 암흑물질을 찾아서
신경가소성은 뇌의 기능적 변화
어둠 속에서 식사하면 진짜 맛을 느낄까
청소년은 25세까지일까
청소년들의 생각은 많이 다를까
뇌의 본성과 새로운 경험은 작용과 반작용
스스로 치유하는 뇌
노래하는 동안 커지는 카나리아의 뇌
꿈이 선물한 최초의 신경전달물질
뉴런은 어떻게 신호를 주고받을까

Ⅱ호르몬과의 싸움

0.5g의 뇌하수체가 만드는 기적
뇌는 200만 년 된 하드웨어
스트레스는 자연스러운 신체 반응
뇌에서 시작되는 스트레스 반응
적당하면 약 과하면 독
과호흡은 구급차 호출의 대부분이야
꿈에선 무엇이든 가능할까
익숙하지 않은 일은 집중과 수면 부족으로
작심삼일이란 말이 왜 나왔을까
몰입은 엔트로피 감소가 필요해
마감 시간이 되어서야 집중되는 이유는
성장 사고방식과 고정 사고방식
사고방식에 따른 성공과 실패는 한계가 있어
도파민을 이용해 소통하는 뇌의 보상회로
인위적인 보상에 신중해야 하는 이유
보상이 많을수록 더 집중해
특수부대 훈련도 도파민을 이용해
새로운 일 앞에서 흔들리는 마음
보톡스는 아세틸콜린의 분비를 억제해

Ⅲ진짜 내 소원은

뇌가 성인이 되는 마법의 나이는 없다
두려움을 피하기보다 포용해
행동으로 뇌를 해킹하자
우울하면 기분이 좋아지는 일을 해보자
낙천적인 성격을 가진 사람은 더 오래 살까
몸은 하루 주기로 돌아간다
폐소 공포증은 방어 시스템
안구 운동으로 트라우마 치료가 가능해
스트레스가 심하면 먼 곳을 바라봐
자율적 각성 상태는 어떻게 완화할까
운동에 대한 상상만으로도 효과가 있어
성인이 되어도 새로운 기술을 배울 수 있어
뇌는 포도당을 유일한 에너지원으로 사용해
25세 전과 같은 뇌 건강을 지키려면
뇌를 젊게 하는 두뇌 훈련
왜 우리는 온라인 쇼핑에 중독될까
사랑에 빠지는 시간 1.5초
뇌 안에 숨겨진 행복의 비밀

참고 사이트

이렇게 중요한 역할을 하는 데 비해 인간의 뇌 무게는 약 1.35㎏으로, 상대적으로 작다. 그러나 뇌를 세포 수준에서 보면 뇌에는 860억 개의 뉴런과 수백조 개의 시냅스가 병렬 연결되어 있다. 그리고 뇌에 있는 뉴런의 연결을 모델화한 생물학적 뇌 신경망은 지금까지 발견된 모든 네트워크 가운데 가장 복잡하고 효율적인 것으로 알려져 있다. 따라서 이를 이용한 인공지능과 인공신경망 개발을 위하여 뇌 신경망에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
바자(Vazza) 등은 뇌 신경망과 우주에서 물질이 분포하는 모습을 나타내는 우주망을 정량적으로 분석하는 연구에서 뇌 구조가 우주의 은하계 구조와 매우 닮은 것을 발견하였다. 이들의 연구에 의하면 쥐의 뇌에 있는 뉴런 연결 사진과 우주의 물질 분포 사진을 나란히 놓고 보면 둘을 구분하기 어렵다고 한다. 따라서 뇌가 하나의 거대한 우주와 같거나 거대한 우주가 뇌와 같은 것처럼 보일 수 있다.
p. 10

우리의 뇌는 대부분 움직임과 행동을 관장하고, 신체의 항상성을 유지시킨다. 뇌혈관이 막히거나 터져서 뇌 일부분이 죽게 되면 그 부분에서 담당하던 기능에 장애가 오게 된다. 그러나 뇌졸중으로 신체의 움직임을 관장하는 뇌 부위인 한쪽 운동 피질 영역이 손상을 입었을 때도 손상 후 몇 주에서 몇 달 사이에 상당한 자발적 회복이 일어난다. 이는 손상되지 않은 다른 반구의 운동 피질에서 손실된 기능을 보상하기 위해 남아 있는 기능을 최대화하는 과정에서 일어나는 신경가소성의 예이다.
유전적으로 신경가소성은 미성숙한 뇌가 감각 정보를 처리하기 시작하는 시기부터 나타나는 정상적인 뇌 발달 과정이다. 그리고 신경가소성은 근육을 단련하는 운동부터 무언가를 배우는 학습이나 사람들 사이에 유기적인 관계 형성까지 모든 외부의 자극과 경험을 통해서 일어나기도 한다. 이처럼 뇌가 경험에 반응하여 끊임없는 구조적 및 기능적 변화가 일어나기 위해서는 집중이 필요하다.
p. 117

도파민 분비량을 늘리기 위해서는 빠르게 걷기와 같은 유산소 운동같이 실제로 심박수를 높일 수 있는 무언가를 해야 한다. 또한 도파민 분비량을 늘리는 음식으로는 살코기 같은 단백질이 풍부한 식품, 견과류, 잎이 많은 채소, 달걀, 유제품 등이 있는데 이들에는 체내에서 도파민을 합성하는 데 쓰이는 티로신이 존재한다.
엔도르핀은 ‘몸 안에서’를 의미하는 내인성(endogenous)과 아편류 진통제인 모르핀(morphine)의 합성어다. 엔도르핀은 고통에 대한 인식을 줄이고 행복감을 느끼게 하는 능력 때문에 스트레스 수준을 낮추는 작용을 한다. 따라서 엔도르핀은 불안과 우울증을 완화하고 약물과 같은 외부 자극 없이도 행복감을 유발할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이처럼 엔도르핀은 기분을 좋게 만들지만, 주요 기능은 통증 신호의 전달을 억제하는 호르몬으로 모르핀과 유사한 효과를 가지고 있다.
p. 221