에델만의 뉴런 집단선택 이론(TNGS) (펌)

에델만의 뉴런 집단선택 이론(TNGS)

기온 뚝 '뇌졸중 주의보'…단일질환 사망률 1위 ...산소와 혈액이 제대로 공급되지 않으면 뇌는 큰 손상을 입는다. 뇌졸중이 무서운 이유는 바로 뇌의 손상 때문이다. 손상된 뇌세포는 죽어버리고 그 뇌세포가 담당하는 신체부위도 마비된다. 신속한 처치, 후유증 최소화 뇌경색으로 혈관이 막힌 뇌졸중 환자일 경우 정맥으로 3시간 이내,...

• 뉴스>의학

기자 : 우정헌 기자 | 발행일 : 2009.11.05

사진 찍을 때 '치즈' 하는 이유 ...표정이 내재적인 본성을 가지고 있어 뇌로 가는 피의 흐름 방식을 바꾼다는 것이다. 일련의 실험은 표정 변화가 실제 감정에 미치는 영향을 비교했다. 독일어의 ü가 없는 문장을 읽을 때보다 있는 문장을 읽을 때 점점 기분이 나빠지는 결과가 나타났다. 이와 유사하게 말을...

• 뉴스>해외

기자 : 홍주선 객원기자 | 발행일 : 2009.11.04

보고 듣고 만지며 과학을 즐기자 ...명확히 드러난다. ▲ 실제 사람의 뇌를 15등분해서 단면을 보여주기도 한다. 국립과학수사연구소에서 대여한 장비들도 꽤 된다고 한다. 범죄 스릴러물의 애청자라면 반드시 관람해야 한다. 이외에도 캐릭터를 통해 신종플루 대처법 등의 의학정보를 알리는 <뿌로와 마로의 신종플루...

• 뉴스>행사

기자 : 임동욱·김청한 기자 | 발행일 : 2009.11.04

흡연의 비극…콜록콜록 4주 이상, COPD 의심하라 ...이때 치료목적으로 사용하는 이뇨제와 뇌의 기질적 변화에 따른 갈증현상 등에 의해서 체내의 수분이 부족한 상태에 놓여 있는 경우가 많기 때문에 호흡기도는 건조하고 분비물은 농축되기 쉽다. 따라서 물은 하루에 3,000ml 정도 마시도록 하고, 전해질은 균형 있게 유지되는 것이...

• 뉴스>의학

기자 : 우정헌 기자 | 발행일 : 2009.11.04

이제는 살아있는 뇌를 보는 시대 ...나선 가천의대 조장희 교수는 “과학이 뇌의 내부 구조를 들여다본 지는 불과 100년 전이며, 그것도 죽은 사람의 뇌를 보는 수준이었다”며 “하지만 지금은 살아있는 사람의 뇌를 직접 들여다볼 수 있는 시대가 됐다”고 소개했다. ▲ 28일(수) 서울대 호암교수회관에서 열린 2009...

• 뉴스>현장

기자 : 조행만 기자 | 발행일 : 2009.10.29

모나리자의 미소는 시각경로 때문 ...미소는 사람의 눈이 복합적인 신호를 뇌로 보내기 때문이다. 망막의 다른 세포들은 각각 다르게 분류된 정보를 뇌에 전달한다. 이 경로는 시야에서 사물의 크기와 명도, 위치 정보를 코드화한다. 어떤 때에는 한 경로가 다른 경로를 이겨서 웃는 모습을 보게 되지만, 반대의 경우가...

• 뉴스>해외

기자 : 홍주선 객원기자 | 발행일 : 2009.10.26

“다리를 꼬면 훨씬 건강해 보여” ...함께 슬픔을 같이 나누고 있으며, 동시에 뇌를 자극시켜 슬픔을 최소화하려는 표정이었다고 말했다. 상품이 마음에 들 때 동공 확장 그러나 몇 주가 지나 눈앞에 닥쳤던 공포가 사라지자 시민들은 다시 자신의 감정을 드러내지 않는 무뚝뚝한 표정으로 바뀌었으며, 예전처럼 입술을 일자로...

• 뉴스>과학

기자 : 이강봉 편집위원 | 발행일 : 2009.10.23

새로운 차원으로 진화하는 인간의 뇌 집중기획 : 뇌-기계 인터페이스(BMI) 2009년 10월 19일(월)

S&T FOCUS ‘뇌-컴퓨터 접속 기술’이라고도 불리는 뇌-기계 인터페이스(Brain-Machine Interface, BMI) 기술은 뇌와 기계(컴퓨터) 사이에 정보 교환이 일어나게 하는 융합적인 신경기술(Neuro-technology)이다. 컴퓨터는 뇌를 모방한 기계이다. 뇌의 기능 특히, 대뇌의 기능을 기계로 객체화시킨 인간이 창조한 최고의 산물이 컴퓨터다. 컴퓨터는 우리들의 두뇌활동을 글로벌 네트워크로 연결시켜줌과 더불어 이제는 소형화되어 우리의 몸에 부착되고 있으며, 나아가서 뇌와 직접적인 인터페이스 단계에 들어와 있다. 뇌의 기능을 외부에 기계로 객체화시킨 후 부분적으로는 인간의 뇌 기능을 능가하는 정도로까지 발전시켰으며, 이제는 그것을 뇌 안에 내재화하는 과정을 통해 인간의 뇌가 새로운 차원으로 진화되기 직전의 BMI 기술 시대에 살고 있는 것이다. 21세기 100년을 좌우하는 신기술 BMI 기술의 종류로는 어떤 것들이 있을까? 뇌에 외부 환경의 정보를 입력해 주는‘감각 입력 BMI 기술’과 뇌로부터 정보를 출력해 주는‘운동 출력 BMI 기술’로 양분해 볼 수 있다. 인공와우(인공청각)와 같은 감각 입력 BMI 기술은 장애인의 삶을 극적으로 바꾸어 놓은 중요한 실용기술이다. 운동 출력 BMI 기술은 신경세포의 전기적 활동을 기록하는 미세 전극을 뇌 속에 삽입해서 운동 대뇌피질의 운동 정보를 실시간으로 해석해 로봇 팔이나 휠체어를 사지장애인으로 하여금 자유롭게 움직이도록 하는 기술로, 가까운 미래에 실용화 될 대표적인 신경기술이다. 또한 BMI 기술은 뇌 조직과의 인터페이스 측면에서 분류해 보면 비침습적인‘간접 BMI 기술’과 미세 신경기록 또는 자극 전극을 뇌 조직에 삽입한 침습적인‘직접 BMI 기술’로도 대별해 볼 수 있다. 간접 BMI 기술에는 전통적으로 뇌파를 두피 밖에서 측정하고 그 신호를 활용해 기계를 제어하고자 하는 뇌파 기반 BMI 기술과, 최근에 연구되기 시작한 근적외선 기반 BMI 기술이 있다. BMI 기술의 과거 역사는 어떠했을까? 지난 세기 컴퓨터의 탄생과 더불어 뇌파 신호를 이용해 기계를 제어함으로써 장애인을 돕는 신경보장구의 개발이 진행돼 왔다. 그러나 이러한 뇌파 기반의 간접 BMI 기술은 뇌 속의 수많은 신경세포들의 전기적 활동성이 한꺼번에 겹쳐서 평균화된 신호를 두피 밖에서 측정하기 때문에 구체적인 신경 정보를 해석해내기가 매우 어렵다. 따라서 실용성에 본질적인 한계를 갖고 있다. 컴퓨터 연산 속도의 폭발적 증가는 엄청난 양의 정보를 처리하는 뇌 내의 많은 수의 신경세포들의 활동 정보들을 뇌 속에 삽입한 미세 기록 전극을 통해 동시에 기록하고 실시간 해석이 가능하도록 했다. 그 결과 1990년대 중반부터 원숭이를 대상으로 침습적인 운동 출력 BMI 기술이 연구되기 시작했으며, 교통사고나 운동사고, 질환 등으로 척수가 손상된 사지장애인들을 정상인처럼 자유롭게 행동하도록 돕는 신경보철의 개발이 눈앞에 다가오고 있다. 이러한 BMI 기술의 중요성은 선진국의 다양한 기술평가기관에서 21세기 100년에 걸쳐서 8대 또는 10대 신기술로 자리매김할 것이라고 예견했으며, 국내에서도 2009년 2월에 KISTEP과 삼성경제연구소가 공동으로 개최한‘글로벌 위기 극복을 위한 중장기 미래예측 및 기술전략’국제심포지엄에서 10대 미래 유망기술로 선정했다. BMI 기술의 미래, 새로운 진화의 출발점 장애인의 재활을 위해 활용되는 BMI 기술이 이렇게 엄청나게 중요한 기술로 국내외에서 평가를 받는 이유는 무엇일까? BMI 기술의 미래를 살펴봄으로써 알 수 있다. 우선, 현재의 BMI 기술은 팔의 운동을 조절하는 운동중추에 미세 전극을 삽입해 50~100개 정도의 신경세포들로부터 운동 정보를 실시간으로 해석함으로써 생각하는 그대로 로봇팔의 운동을 제어할 수 있게 한다. 이 기술은 앞으로 척수 손상 환자가 장애를 극복하는 데도 큰 기여를 할 것으로 예측된다. 임상적으로 사용되고 있는 뇌 자극 기술과 BMI 기술이 접목되면 다양한 뇌 질환의 치료에도 활용되리라 본다. 미래에는 손가락 관절운동을 포함하는 운동정보들을 실시간으로 해석·활용하는 BMI 기술 개발이 예측된다. 이를 위해서는 수천, 수만 개의 단일 신경세포들을 동시에 기록하고 엄청난 신경 정보량을 실시간으로 해석하는 기술이 개발돼야 한다. 손가락 운동정보 출력 BMI 기술의 개발은 곧 문자언어의 신경기전에 대한 해석 및 기계제어 명령어로 변환하는 기술의 개발로도 연결되며, 운동 언어 중추로부터 언어 표현과 직결된 신경정보의 해석 및 그 응용기술을 가능케 한다. 이러한 인간의 고등한 두뇌 기능인 언어의 이해 및 표현과 연관된 BMI 기술의 발전은 인간 뇌의 핵심적인 전두연합영역에 대한 연합 BMI 기술 개발의 시발점이 될 것이다. 한편으로 운동 출력 BMI의 완전성은 감각 입력 BMI의 발전과 병행될 때 가능하다고 본다. 운동 출력 BMI에 대한 피드백으로서 피부, 근육, 관절 등으로부터의 감각 정보가 필요할 뿐 아니라 척수가 손상되어 피부감각이 없는 환자들을 위해서도 체성감각 입력 BMI 기술은 반드시 필요하다. 인간에게 있어서 가장 중요한 정보는 시각정보이다. 인공와우와 같이 실용화된 청각 입력 BMI 기술과 달리 시각정보의 뇌 내 입력에 대한 BMI 기술은 아직 걸음마 단계다. 또한 학습할 대상 정보의 입력(저장)과 기억한 정보의 출력(회상)에 대한 BMI 기술 분야가 가까운 미래에 핵심적으로 추진되리라 본다. 비침습적인 근적외선 분광법(NIRS)에 기초한 BMI 기술의 진보는 기술의 활용 범위를 장애인을 넘어 정상인의 일상생활에서 질환의 예방 및 진단, 교육, 문화 등 다양한 고등 두뇌능력에 혜택을 줄 것이다. 이렇듯 우리는 어느새 인간능력의 향상 또는 새로운 진화의 출발점에 와있다. BMI 기술은 사람의 뇌에만 적용되지는 않는다. 독특한 생존환경에서 특수한 정보를 처리하는 고도의 능력을 지닌 다양한 동물들의 정보 처리 능력을 활용하는 기술의 발전을 통해 인류는 엄청난 혜택을 누릴 수 있다. 이러한 동물 BMI는 인간에 의한 동물들의 새로운 진화의 시작을 의미하기도 한다. 강력한 지원으로 연구개발 인력 양성해야 ▲ BMI 무선 칩이 이식, 간단한 사람의 언어표현을 하는 BMI 반려견(犬) ‘복술이(伏術理)’  우리 연구팀은 2000년 초부터 뇌 프론티어 사업단과 서울대 초미세생체전자시스템 연구센터의 지원을 받아 침습적 BMI 장치 및 기술 개발 연구를 수행해 왔다. 초기에는 쥐의 감각대뇌피질, 전두엽, 해마 등에서 극소수 신경세포의 자발적 활동을 활용해 1, 2차원 기계 운동을 실시간 동물의 의지에 따라 제어하는 BMI 시스템을 개발했다. 2006년부터는 반려동물인 개를 활용해 1, 2차원 운동기계제어 BMI 시스템을 개발했으며, IT 및 로봇제어 기술과의 융합으로 이의 다양한 실용화 가능성을 제시했다. 즉, 반려동물 BMI 시스템을 통해 주인과 간단한 언어 소통, 사람과의 원격인터넷 게임, 로봇 및 가전제품들의 제어 가능성을 보여줬다. 뇌에 이식이 가능한 소형 신경신호 추출 및 무선 전송 BMI칩을 개발해 BMI 슈퍼독에 활용하고 있으며, 이를 뇌 질환자에게 도움을 주는 BMI로 개발하고 있다. 또한 개의 고도로 발전한 후각신경계 정보를 해석해 다양한 냄새 물질들을 분별 보고하는 ‘개코 BMI’의 개발도 진행하고 있다. 그러나 원맨쇼는 비극이다. 국가적으로 BMI 기술의 중요성이 확인됐는데도 국내에서는 몇 손가락을 꼽을 정도의 연구자만 있다. 국가적 차원에서의 강력한 지원으로 우수한 연구개발 인력들이 양성되고 기술개발 목표들이 빠른 속도로 성취돼야 할 것이다. BMI 기술을 통한 장애의 극복과 인간의 새로운 능력 향상을 통한 진화의 현 시점에서 우리는 구 인류로 남아있을 수는 없는 까닭이다.

교육과학기술부 과학기술정보과 | 신형철(한림대학교 의과대학 생리학교실 교수) 저작권자 2009.10.19 ⓒ ScienceTimes

인간 사진기와 디지털 치매 '아이리스'를 통해 알아보는 기억력의 세계 2009년 10월 16일(금)

사타 라운지 KBS 2TV의 드라마 ‘아이리스’는 200억원이라는 엄청난 제작비와 초호화 캐스팅으로 방송 전부터 이미 화제를 불러 모았다. 14일 첫 전파를 탄 아이리스 1회에서는 707 특임대원 김현준(이병헌 분)이 국가안전국(NSS) 소속인 최승희(김태희 분)와의 술자리에서 자신의 특별한 능력을 과시하는 장면이 나왔다. ▲ 드라마 '아이리스'에서 주인공 김현준은 천재적인 기억력의 소유자이다  김현준은 뒤의 벽에 붙여진 3개의 메뉴판을 한 번 슬쩍 돌아본 다음 최승희가 요구하는 대로 줄줄이 외웠다. 또 함께 마시던 소주병을 슬쩍 보는 것만으로 라벨에 표시된 소비자상담실 전화번호와 바코드 숫자까지 줄줄이 기억해내는 놀라운 능력을 선보였다. 마치 뇌를 이용해 사진을 찍어대는 것 같은 놀라운 기억력이었다. 실제로 이와 비슷한 천재적인 기억력으로 우리를 놀라게 한 이들이 많다. 영국의 스티븐 월트셔라는 화가는 ‘인간사진기’라는 애칭을 가지고 있다. 그는 헬기와 고층빌딩 꼭대기에서 37분간 도쿄의 전경을 내려다본 뒤, 10미터짜리 캔버스에 169시간 동안 그 풍경을 그대로 그려냈다. 완성된 그의 그림에는 빌딩과 도로 등의 배치는 물론 유리창의 수, 달리는 자동차까지 마치 사진을 찍은 듯이 그 순간의 장면이 그대로 그려져 있었다. 영화 ‘레인맨’의 실제 모델인 미국 유타주의 킴 피크는 전 미국의 전화번호와 모든 고장의 지도를 머리 속에 담고 있다. 또 일반인이 읽는 데만 3분이 걸리는 양을 그는 단 6초 만에 읽고 기억하며, 컴퓨터로 50여 초 걸리는 계산을 단 6초 만에 해낸다. 그런데 스티븐 월트셔나 킴 피크의 이런 놀라운 기억력에는 아픈 과거가 숨어 있다. 미국 항공우주국(NASA)의 연구대상이 될 만큼 놀라운 킴 피크의 기억능력은 예전에 당한 뇌 손상 때문이라고 알려져 있다. 또한 스티븐 월트셔의 경우 3살 때 자폐증 진단을 받고 5살 때부터는 특수학교에 입학에 교육을 받아야 했다. 심각한 정신장애를 지닌 서번트증후군 이처럼 심각한 정신장애를 가진 사람들이 음악이나 미술, 기억력, 계산 등 특정한 분야에서 천재적 재능을 보이는 현상을 ‘서번트 증후군(Savant Syndrome)’이라고 한다. 서번트는 ‘알다’라는 뜻의 프랑스어 ‘savoir’에서 나온 말로, 영국의 의학자 랭던 박사가 발달장애의 정도에 따라 놀라운 능력을 보여주는 사람들을 학계에 소개하면서 처음 사용되었다. 서번트증후군을 지닌 사람들의 특징은 한 번 바라본 내용을 사진을 찍듯 빠르게 시각적으로 스캔하고 방대한 양의 정보를 저장할 수 있으나 추상적인 사고능력은 부족한 것으로 알려져 있다. 드라마 ‘아이리스’ 속의 김현준도 부모와 함께 당한 사고로 고아가 되어 7살 이전의 기억은 갖고 있지 않은, 아픈 과거를 지닌 인물로 설정되어 있다. 이와 달리 정상적인 사람들 중에서도 놀라운 기억력을 자랑하는 이들이 많다. 2009년 미국 기억력대회에서 챔피언을 차지한 존 화이트는 군인이면서 기억력 향상 강사로 활동하는 평범한 시민이다. ▲ 인간 사진기로 불리는 영국의 스티븐 월트셔  그가 기억력 챔피언이 될 수 있었던 것은 끊임없는 노력 덕분이다. 그는 매일 공부를 하듯 규칙적으로 암기 연습을 하고, 물구나무를 서는 등의 특수한 환경을 만든 후 외우기 연습을 하는 것이 비결이라고 털어놓았다. 단어 500개를 30분 만에 암기해 기네스북에까지 오른 이스라엘의 에란 카츠도 천재적인 그의 기억력이 브레인스토밍 등을 이용한 다양한 노력에서 나온다고 주장했다. 특히 에란 카츠는 단어를 연결 지을 때 엉뚱한 상상력을 발휘할수록 기억력이 더 발달한다는 독특한 방법을 소개하기도 했다. 하지만 이들과는 반대로 현대인들은 갈수록 가물가물 사라져가는 기억력 때문에 고민하는 이들이 늘어나고 있다. 가족이나 친구들의 전화번호를 외우지 못하는 것은 물론 어떨 때는 집 전화번호마저 기억해내지 못해 당황하곤 한다. 또 노래방에 가지 않고서는 자신의 18번을 부르는 데도 애를 먹으며, 계산기가 없으면 간단한 덧셈조차 힘들어한다. 각종 개인 생활정보를 저장해놓은 PDA를 잃어버리기라도 하면 은행거래는 물론 주요 거래처에 연락조차 못하고 끙끙대는 직장인이 흔할 정도이다. 이처럼 디지털 장비에 기억을 의존함으로써, 점차 기억력이 떨어지는 현상을 일컬어 ‘디지털 치매’라고 한다. 뇌의 하드웨어가 망가지는 치매와는 달리 디지털 치매는 단지 관심을 가지지 않아 일시적으로 나타나는 현상일 뿐이다. 기억력의 천재들도 자기가 사용할 수 있는 뇌 능력의 10% 정도밖에 사용하고 있지 않다고 한다. 그들을 마냥 부러워하기보다는 디지털 기기에 기억력을 떠넘겨버리고 있는 우리들의 생활태도를 한 번 되돌아보는 것이 어떨까 싶다.

이성규 기자 | 2noel@paran.com 저작권자 2009.10.16 ⓒ ScienceTimes

"초.중.고교생 17% 정신건강 빨간불"

연합뉴스 | 입력 2009.10.18 14:12 | 누가 봤을까? 10대 여성, 대전

(서울=연합뉴스) 김정은 기자 = 국내 초.중.고등학생의 17%는 정서나 행동에 문제가 있어 정밀검진이 필요한 것으로 나타났다.

국회 교육과학기술위원회 김춘진(민주당) 의원이 18일 교육과학기술부로부터 제출받은 2009년 학생 정신건강 선별검사 보고서에 따르면 전국 470개교 초등학교 1.4학년생과 중.고등학생 1학년생 12만6천159명을 대상으로 정신건강 선별검사를 한 결과 17%(2만1천497명)가 정밀검진이 필요한 것으로 나타났다.

이번 검사대상 인원은 우리나라 전체 초ㆍ중ㆍ고생의 5.29%에 해당하는 숫자다.
정밀검진이 필요하다는 것은 우울, 불안, 자살, 주의력결핍과잉행동장애(ADHD), 음주, 흡연, 약물, 비행 및 폭력, 인터넷 중독, 성행동 장애, 섭식장애 등 정서나 행동에 문제 경향이 있어 치료나 관리가 필요하다는 것을 뜻한다.

학년별로 보면 검사대상 초등학생의 15.6%, 중학생의 17.8%, 고등학생의 17.6%가 정밀검진이 필요한 것으로 집계됐다.

또 시도별로는 전남에서 검사학생의 23.9%가 정밀검진이 필요한 것으로 나와 가장 높은 비율을 차지했고, 경북 22.7%, 경기 22.6%, 대전 19.4%, 충북 19.3%, 인천 18.8%, 서울 18.2%로 뒤를 이었다. 울산은 11.2%로 가장 낮았다.

김 의원은 "입시.경쟁 위주의 학교교육 등으로 어린 학생들이 받는 정신적 스트레스가 점점 커지고 있다"며 "교육환경 개선과 조기 발견.치료를 위한 사회적 분위기 조성 등 근본적 대책이 시급히 마련돼야 한다"고 지적했다.

kje@yna.co.kr
(끝)
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융합의 시대를 알리는 화두, 통섭(統攝) 용어 선정만큼이나 쉽지 않은 앞으로의 과제 2009년 10월 05일(월)

과학서평 최근 들어서 융합이니 통섭이니 하는 용어들을 자주 접하게 된다. 자연과학과 인문학 등 학문의 각 분야뿐 아니라, 예술의 여러 장르와 대중문화에 이르기까지 널리 이 용어들이 쓰이다 보니, 이제는 자연스럽게 시대적 조류이자 중차대한 과제가 된 느낌이다. 우리나라에서 융합과 통섭이 강조되기 시작한 시기는 대략 2000년대 초반 이후인 듯한데, 개별 학문 간의 간극과 장벽이 너무 높았다는 반성과 함께 여러 대학에서 ‘자연과학과 인문학의 만남’과 관련 학술대회 등이 추진되곤 하였다. 이 시기에 또한 인문학의 위기가 고조되고 과학기술계 역시 안팎의 제반 문제들에 직면하면서, 학문 간의 통섭 등에 의해 문제 해결의 돌파구를 마련해보자는 의도도 작용했을 것이다. 시대의 화두를 던진 통섭 관련 서적들 이러한 분위기 하에서 <새로운 인문주의자는 경계를 넘어라(고즈윈, 2005)>, <과학의 최전선에서 인문학을 만나다(소소, 2006)> 등의 책이 발간되어 관심을 모으게 되었다. 그러나 이들 도서들은 본격적인 지식의 통섭을 논했다기보다는, 자연과학의 최신 연구 성과물들을 인문학 쪽에 소개하고 계몽하려는 측면이 강함을 부인할 수 없다. <새로운 인문주의자는 경계를 넘어라>는 이름 있는 국내 과학필진들이 여러 분야별로 저술한 것을 엮은 것이다. ‘자신 안에 갇혀 있는 지식인에게 던지는 과학논객들의 제언’이라는 부제가 알려 주듯이, 인문, 사회과학과 자연과학, 공학 간의 경계를 허물고 상호 교류할 것을 권하고 있되, 첫 글이 ‘담장 높은 인문학자의 연구실’이라는 제목으로 시작하는 것은 나름 시사하는 바가 있는 듯하다. <과학의 최전선에서 인문학을 만나다>는 존 브록만이 외국의 필자들의 글을 엮은 것을 번역한 책으로서, 원제는 <The New Humanists>이다. 제레드 다이아몬드, 로드니 브룩스, 한스 모라벡 등 저명 저술가나 과학자들의 글을 포함하고 있는 이 책은, 주로 진화생물학, 인지과학, 컴퓨터과학과 사이버네틱스, 우주론 등의 분야에서 최신 연구 성과들을 소개하면서, 인문학이 이를 어떻게 수용해야하는지 타진하고 있다. 상당수의 글들은 ‘에지(edge)’라는 이름으로 엮은이가 운영하는 일종의 전문가 토론 공간인 웹사이트 포럼에 발표되었던 것이다.  자연과학과 인문학을 하나로 묶는다 아무래도 통섭이라는 화두를 우리나라에 본격적으로 던진 책은 <지식의 대통합 - 통섭(사이언스북스, 2005)>일 것이다. 사회생물학자 에드워드 윌슨(Edward O. Wilson)의 저서 <Consilience>를 그의 제자인 이화여대 최재천 교수 등이 번역한 책이다. 원 단어인 Consilience이든, 번역어인 통섭이든, 용어부터 조명할 필요가 있을 듯한데, 옮긴이 스스로도 서문에서 이 단어를 제대로 이해한다면 책의 절반을 읽은 것과 마찬가지라고 언급한 바 있다. 에드워드 윌슨은 19세기 자연철학자인 윌리엄 휴얼이 처음으로 사용한 consilience 개념에서 이 용어를 가져왔는데, 이는 라틴어의 ‘consiliere’에서 유래한 것으로 ‘함께 뛰어 오르다’ 즉 ‘jumping together’라는 뜻을 지니고 있다. 의역하자면 ‘더불어 넘나들다’ 정도가 되겠는데, “서로 다른 현상들로부터 도출되는 귀납들이 서로 일치하거나 정연한 일관성을 보이는 상태”라고 풀이할 수 있다. 역자인 최재천 교수는 이 단어를 어떻게 번역할 것인가 오래 고민한 끝에 결국 ‘통섭(統攝)’으로 하기로 했는데, 불교와 성리학, 즉 원효의 화엄사상과 최한기의 기(氣)철학까지 훑어본 끝에 찾아낸 용어라고 한다. Consilience든 번역어인 통섭이든, 일부러 희귀한 단어를 택한 것이 도리어 의미의 정확성을 보전한 것이라는 저자와 역자의 견해는 나름 타당성이 있어 보이며, ‘지식의 통일성’을 의미한다는 측면에서도 모두 괜찮은 용어 선택으로 보인다. 비교할만한 일은 아닐지도 모르지만, 저명한 과학사학자 토마스 쿤이 자신의 명저 <과학혁명의 구조(The Structure of Scientific Revolutions)>에서 소개했던 ‘Paradigm’이라는 당시로서는 꽤 생소했던 용어 역시 그 자체가 대단히 중요한 역할을 했는데, 결국 우리말로는 그대로 ‘패러다임’으로 번역된 바 있었다. 에드워드 윌슨은 탁월한 사회생물학자답게 이 책에서 현대 생물학의 핵심 개념들과 최신 연구 성과들을 활용하여 인간의 마음, 유전자, 문화, 예술, 윤리와 종교, 사회과학 등을 나름대로 폭넓게 조명하면서 학문의 통합을 시도하였으나, 이후 숱한 비판에 직면하기도 하였다. 윌슨의 통섭과 관련해 가장 논쟁이 되고 있는 것은, 그가 자연과학과 인문학 등의 통섭을 추구하면서도 다분히 ‘환원주의적인’ 입장을 취했다는 점이다. 이는 상당수의 인문, 사회과학자들에게 오해와 반발을 불러일으키면서 미국 등지에서 많은 논쟁을 야기했고, 통섭에 관심을 보이는 국내의 인문, 사회과학자들에게도 그다지 호응을 얻지 못하는 듯하다. 최재천 교수 등이 이후 통섭에 대한 국내 학자들의 관련 글들을 엮어서 펴낸 <지식의 통섭 - 학문의 경계를 넘다(이음, 2007)> 역시 읽어볼만한 책이다. 1부에서는 아리스토텔레스와 프랜시스 베이컨, 최한기 등 동서양 학자들의 사상을 통섭의 관점에서 살펴보고, 2부에서는 진화론적 경제학, 복잡계 네트워크 과학, 사회과학에서 월러스틴의 세계체제론 등 통섭을 꿈꾸는 학문들도 훑어보고 있다. 그러나 마지막 3부의 두 글, 즉 국내의 철학자와 과학기술학자가 ‘통섭의 꿈을 실현하기 위하여’ 보는 관점은 윌슨의 환원주의적 통섭에 대해 역시 매우 비판적이다. 그 이유는 인문, 사회과학 전반이나 포스트모더니즘 등의 현대 철학사조에 대한 윌슨의 이해가 깊지 못했거나, 윌슨의 통섭 원본이 미국에서는 이미 1998년에 출판된 관계로 통섭과 관련 있는 이후의 최신 연구 성과들을 반영하지 못했기 때문인지도 모른다. 한편으로는 통섭 자체를 못마땅하게 생각하거나 경계하는 인문, 사회과학자들의 불편한 속내를 드러낸 것일 수도 있다. 통섭은 서로에 대한 이해에서 출발한다 그러나 아무튼 환원주의와 통섭은 처음부터 조화되기 어려운 개념으로서, 앞으로 자연과학과 인문, 사회과학이 진정한 통섭을 이루기 위해서는 어떻게 해야 하는 것인지 대단히 중요하면서도 여전히 어려운 과제가 아닐 수 없다. 어쩌면 본격적인 통섭에 앞서서, 서로 상대방을 보다 잘 이해하려는 태도와 노력 등의 사전 작업이 아직 더 많이 필요한 것인지도 모른다. 이런 측면에서 인문, 사회과학 전공자들이나 일반인들도 흥미 있게 읽을 만한 책으로서, 국내의 대표적 과학저술가인 이인식 과학문화연구소장이 쓴 <지식의 대융합(2008, 고즈윈)>을 꼽을 수 있다. 각종 융합학문들과 새로운 관련 연구 분야 전반을 이해하기 쉽게 정리한 점이 돋보인다. 구체적으로 통섭을 논한 책은 아니지만, 통섭을 언급할 때마다 빠뜨릴 수 없는 중요한 책이 하나 있다. 바로 영국의 작가이자 과학자였던 스노우(Charles Percy Snow, 1905-1980)가 1959년에 낸 <두 문화(Two culture)>이다. 그는 인문, 사회과학을 전공한 사람들과 자연과학을 전공한 사람들 사이의 괴리와 상호 몰이해, 의사소통의 단절 등을 언급하면서, 이러한 단절이 현대 서구문명의 중대한 장애물이자 심각한 위협이라고 우려한 바 있다. 스노우의 책과 강연은 당시 영국 사회의 한 단면을 날카롭게 분석한 것이었지만, 그 후 전 세계적으로 커다란 반향과 논란을 일으키면서, 나중에 통섭의 중요성이 부각되는 계기를 일찍부터 제공했다고 하겠다. 오늘날 통섭이 범세계적으로 중요한 과제이겠지만, 특히 우리나라에서는 그 의미가 더욱 크다고 할 것이다. 고등학교 때부터 문과와 이과로 나누어져 상호 간 괴리를 심화시키는 교육과정, 인문, 사회과학과 자연과학, 공학 사이의 장벽 뿐 아니라, 같은 학문 분야 내에서마저 경계와 영역 다툼이 여전히 심한 우리의 풍토에서, 통섭의 자세는 학문의 후속세대와 이 땅의 지식인, 교양인들이 앞으로 반드시 갖추어야할 필수 덕목이 되어야 할 것이다.

최성우 한국과학기술인연합 운영위원 저작권자 2009.10.05 ⓒ ScienceTimes

失語症でなくとも左前頭葉の一部損傷で文法障害が生じることを実証

―脳腫瘍患者のMRI診断で特定―

　ＪＳＴ目的基礎研究事業の一環として、東京大学 大学院総合文化研究科の酒井 邦嘉 准教授（言語脳科学）らは、左前頭葉の一部「文法中枢」^注１）に脳腫瘍がある患者で純粋な文法障害が生じることを実証しました。左前頭葉に脳腫瘍を持つ患者に文法判断テストを実施し、その腫瘍部位を磁気共鳴映像法（MRI）^注２）で調べたところ、左前頭葉の一部である「文法中枢」に腫瘍がある患者では、左前頭葉の他の部位に腫瘍がある患者より誤答率が高くなりました。臨床的には失語症^注３）と診断されていないにもかかわらず、今回のように顕著な文法障害（「失文法」^注４））が特定されたのは初めてのことです。本成果は、１５０年来の失語症研究に関する論争に決着をつけ得るものです。
　これまでの研究により、母語としての日本語はもちろん、外国語としての英語の文法処理においても、左前頭葉の文法中枢の活動が明らかとなっています。一方、同部位の損傷で文法に選択的な障害が生じるかについては明らかになっていませんでした。
　今回、成人の脳腫瘍患者を対象として、絵と文を用いた文法判断のテストに加えて、腫瘍部位をMRIで正確に同定し、その関係を詳細に分析しました。その結果、左脳の「下前頭回」または「運動前野外側部」の損傷が文法判断に伴う成績低下を選択的に引き起こすという因果関係が分かりました。さらにこの脳の部位は、以前本研究グループが語学の習得期間や適性に関連した脳部位を調べる実験で明らかにしてきた文法中枢と完全に一致しました。
　今回の成果は、文法中枢の機能を直接的に証明する脳科学データであり、言語リハビリの改善や、人間に固有な脳機能の解明へとつながるものと期待されます。
　本研究は、昭和大学 医学部内科学講座 神経内科学部門の金野 竜太 助教、東京女子医科大学 大学院医学研究科 脳神経外科分野の村垣 善浩 講師らと共同で行われ、本研究成果は平成２１年７月１日（グリニッジ時間）発行の国際科学雑誌「Brain & Language（ブレイン＆ランゲージ）」のオンライン版で公開されます。

本成果は、以下の事業・研究領域・研究課題によって得られました。
　戦略的創造研究推進事業 チーム型研究（ＣＲＥＳＴ）

研究領域	：	「脳の機能発達と学習メカニズムの解明」 （研究総括：津本 忠治　（独）理化学研究所脳科学総合研究センター　グループデイレクター）
研究課題名	：	言語の脳機能に基づく獲得メカニズムの解明
研究代表者	：	酒井 邦嘉（東京大学 大学院総合文化研究科　准教授）
研究期間	：	平成１５年１０月～平成２１年３月

　ＪＳＴはこの領域で、脳機能発達と学習メカニズムに関する独創的、先進的研究が進展し、その結果、教育や生涯学習における諸課題解決に対する示唆を提供することによって、成果を社会に還元することを目指しています。上記研究課題では、言語の脳機能に焦点を当て、言語獲得のメカニズムの解明を行います。これにより、精神疾患の発症機構の解明と、脳機能に基づく適切な教育方法の提案を行い、脳科学の成果を広く教育へ応用することを目指します。

＜研究の背景と経緯＞

　脳科学の進歩に伴い、人間の脳の活動を画像として捉える機能イメージングの手法を用いて、心のさまざまな機能の座が、脳のどこにあるかを調べられるようになってきました。しかし、「言語などの高次機能の脳における機能局在の研究」^注５）は緒に就いたばかりです。
　これまで本研究グループは、機能的磁気共鳴映像法（fMRI）^注６）の実験で言語課題と一般的な認知能力の課題を直接対比することにより、文法を使う言語理解で特異的に活動する「文法中枢」（図１）を初めて発見し（Neuron, 2002、ＪＳＴ 平成１４年８月１日プレスリリース）、さらに経頭蓋的磁気刺激法（TMS）^注７）の実験から、左下前頭回に対する磁気刺激が文法判断を選択的に促進することを明らかにしました（Neuron, 2002、ＪＳＴ 平成１４年９月１２日プレスリリース）。最近の脳の局所体積をMRIで測定する実験では、下前頭回の局所体積において、右脳の対応部位より左脳の対応部位の方が大きいという“非対称性”の程度が、英語（外国語）の文法課題の成績に比例することを報告しています（Human Brain Mapping, 2009、ＪＳＴ 平成２１年４月２８日プレスリリース）。
　次の重要課題は、文法中枢の損傷で実際に文法に選択的な障害が生じるという、脳の構造と機能の間の最も直接的な因果関係を明らかにすることです。言語の中でも文法機能が本当に脳の一部に局在するかどうかは、脳科学で未知の問題とされてきました。本研究では、文法判断を適切に調べることで、従来の失語症検査や知能検査で正常であると診断された患者でも文法中枢の損傷に伴う文法障害（失文法）が現れると考え、左前頭葉に脳腫瘍を持つ患者を調査の対象としました。

＜研究の内容＞

　今回本研究グループは、参加者・計２１名に母語である日本語の文法能力をテストしました。参加者（２５～６２歳、全員右利き）は脳腫瘍摘出手術を受ける前の患者で、本人や担当医師からは失語症や精神疾患の報告はなく、知能検査の結果（言語性IQ、非言語性IQ共に）も標準の範囲内にありました。全参加者からインフォームド・コンセントを得ています。その内訳は以下の通りです。

　（Ａ）左下前頭回に脳腫瘍のある患者：５名
　（Ｂ）左運動前野外側部に脳腫瘍のある患者：６名
　（Ｃ）左下前頭回と左運動前野外側部以外の左前頭葉に脳腫瘍のある患者：１０名

　用いた文法判断テストは、絵と日本語の文を同時に見ながら内容が合っているか否かを答える「絵と文のマッチング課題」です（図２）。人物を○□△の記号で表したのは、人物に関する意味的な情報を最低限に抑えるためです。例えば「泥棒　警官　捕まえる」という文では、常識的な意味によって助詞を補うことができるので、このような手がかりを除く必要がありました。また、能動文（AS）・受動文（PS）・かきまぜ文（SS）の３条件で同一の絵のセットを用いることにより、意味処理を完全に統制することができ、条件間に何らかの差が認められた場合は、その差は文型に対する文法処理が唯一の要因であると結論されます。
　次に、このテストの誤答の原因となる脳腫瘍の場所をMRIで調べました。各人の高精細MRI画像（解像度０．７５×０．７５×１mm³）上で腫瘍部位の正確な同定を行い、この画像から腫瘍部位をマスクして一定の標準脳座標上に変換することで各個人の脳の形状を標準化しています。誤答の原因となる腫瘍部位（責任病巣）の同定には、VLSM法（voxel-based lesion-symptom mapping）を用いました（Batesら、2003年）。この手法は、脳画像の１画素（voxel）を損傷部位に含む患者と含まない患者の２群に分け、この２群間で課題の成績を比較（t 検定）するものです。もし統計的に有意な差を示す画素が脳の一領域に限局すれば、その脳部位の損傷が成績低下の原因（十分条件）であると特定できます。本研究では、腫瘍部位のMRIデータに基づいて、絵と文のマッチング課題の誤答率（間違えた試行の割合）を３つの条件に分けて解析しました。
　その結果、課題の各条件での誤答の責任病巣は、これまで文法中枢として提案してきた左下前頭回と左運動前野外側部であることが分かりました（図３）。また、受動文（PS）条件と能動文（AS）条件の「誤答率の差」に対する責任病巣は左下前頭回の一部であり（図４Ａ）、かきまぜ文（SS）条件とAS条件の「誤答率の差」に対する責任病巣は左運動前野外側部であること（図４Ｂ）が明らかになりました。上記のように、この「誤答率の差」は、文型に対する文法処理の能力差を反映しています。しかも、これらの場所は、同様の課題を用いた本研究チームによる脳機能イメージング研究（Human Brain Mapping, 2008）で脳活動が観察された場所（図４の青色）と完全に一致しました。
　さらに詳しい解析を行ったところ、上記の３つの患者群は、課題の３条件に対して異なるパターンの誤答率を示しました（図５）。左下前頭回に脳腫瘍のある患者（Ａ群）は、正則文（SOV語順）のAS条件よりも非正則文であるPS条件とSS条件で有意に高い誤答率を示しました（図５Ｂ）。一方、左運動前野外側部に脳腫瘍のある患者（Ｂ群）は、主語が文頭に来るAS条件とPS条件よりも目的語が文頭に来るSS条件で有意に高い誤答率を示しました（図５Ｄ）。また、Ａ群とＢ群のどちらも、３条件すべてに対して健常者より有意に高い誤答率を示しています。さらに、左下前頭回と左運動前野外側部以外の左前頭葉に脳腫瘍のある患者（Ｃ群）は、健常者と同等の誤答率を示しました（図５Ｆ,Ｇ）。つまり、２つの文法中枢である左下前頭回と左運動前野外側部はそれぞれ特定の文型に対する文法処理に寄与しており、これらの領域が正常に働く限り、それ以外の左前頭葉の損傷では文法障害が起こらないということです。
　また、各条件での誤答率は、年齢や知能指数、腫瘍の大きさとは無関係であることを確認しました。つまり、脳が全体として機能するという説（全体論）から今回の結果を説明することはでないと示唆されます。以上の結果は、言語の核心となる文法機能が大脳皮質の一部に局在するという説（機能局在論）を実証するもので、P・ブローカ（注５参照）の流れを汲む重要な業績です。
　最後に、臨床的に失語症と診断されていないにもかかわらず、今回のように顕著な文法障害が特定されたことの意義を説明します。従来の失語症の診断や知能検査では文法について深く調べないため、検査法自体に限界があったと考えられます。理論言語学のトレーニングを受けた言語聴覚士が今なお少ない現状では、言語理解を支える文法処理自体に注意があまり払われません。また、日常会話では文脈や常識が文法的な情報の欠落を補えるため、文法障害には自分でも気づきにくいのです。言語理解に困難を覚える場合でも、文法障害に対する自覚（病識）が本人になければ、発話の聞き取りにくさや活字の見えにくさ、そして注意力が原因であると見なされがちです。さらに、脳腫瘍によって文法中枢以外の領域に「機能再編」が生じることが考えられ、文法機能を補う働きのために言語障害が目立たなくなっている可能性もあります。このような脳の代償作用にもかかわらず、今回のように基本的な能動文の理解にまで顕著な障害が見られたのは驚くべきことです。用いた「絵と文のマッチング課題」が文法障害を検出するのに有効かつ適切であったと示唆されます。
　最後に、これまでの研究プロジェクトにおける今回の成果の位置づけについて述べます。「言語脳科学」という脳科学と言語学を融合させた新分野を開拓するにあたって、本研究グループは主としてfMRI、脳磁図、光トポグラフィといった最先端イメージング技術を用いてきました。これらの手法は特定の課題を行う時の機能に関係した脳の活動を調べる「相関法」^注８）ですが、その逆である脳の活動から機能への因果関係については結論できません。そこで「干渉法」^注９）の１つであるTMSの実験などを行い、左下前頭回と左運動前野外側部が「文法中枢」として機能することを提案してきました。しかし、懸案の失文法の問題にまで踏み込むことができていなかったため、脳の構造から機能への因果関係の証明が欠けていました。実際に左下前頭回と左運動前野外側部の損傷が失文法を引き起こすことを実証した今回の成果は、本研究グループがＣＲＥＳＴの課題としてこれまでに取り組んできた、脳科学と言語学を融合させた一連の研究の集大成と言うことができます。

＜今後の展開＞

本成果の社会的意義の要約を以下に示します。　

１）言語の基本メカニズムの解明
言語学では、文法処理が言語理解の核心であるということを明らかにしてきました。この意味で、脳の文法中枢の役割は「言語のエンジン」なのです。文法障害を各個人の病態に合わせて脳科学の手法で定量的に測定できるという本成果により、言語の基本メカニズムの解明がさらに進むものと期待されます。

　

２）言語リハビリの改善
従来の言語リハビリでは、文法能力の評価が等閑視されてきました。本研究は、文法能力を精査することの重要性と共に、文法機能に注目した「リハビリ・プログラム」の必要性を示しています。このように客観的な評価結果に基づいた各個人に適した医療、すなわち「テーラーメイド医療」という新しいコンセプトが今後重要になっていくと予期されます。これは、失語症を患う患者の「生活の質」（ＱＯＬ）を向上するためにも大切な視点です。

　

３）人間に固有な脳機能の解明
脳科学における未解決の謎の１つに、人間だけに備わる言語機能の問題があります。人間以外の霊長類では、文の語順や受動文を識別するような文法能力は知られていません。今回の研究は、脳の特定の部位に局在する人間の文法能力こそが、無限に文を生み出すことのできる人間に固有な創造的能力の基盤でないかと示すものです。今後、この研究成果が突破口になって言語のメカニズムの解明がさらに進み、人間に対する正しい科学的理解につながることが期待されます。

＜付記＞

　本研究は、論文の共著者である昭和大学 医学部内科学講座 神経内科学部門の河村 満 教授、東京女子医科大学 大学院医学研究科 脳神経外科分野の堀 智勝 教授と丸山 隆志 助教の協力を得て行われました。

＜参考図＞

図１　人間の左脳の言語中枢

　左脳（L）の外側面（左が前側）を示す。前頭葉に「文法中枢」と「文章理解の中枢」があり、側頭葉から頭頂葉にかけての領域に、「音韻（アクセントなど）」と「単語」の中枢があると考えられている〔Science 310, 815-819 (2005) に発表した図を改変〕。

図２　意味処理を完全に統制した「絵と文のマッチング課題」

　参加者は、絵と文の内容が合っているか否かを判断して、提示後５．８秒以内に２つのボタンの一方を押す。短期的な記憶は不要である。人の頭部を○□△のいずれかで表した絵のセット（４８枚）に対して、図のように能動文（AS）・受動文（PS）・かきまぜ文（SS）のいずれか（文字数は一定）を組み合わせた。これらの３条件のうち、能動文のみが主語（S）・目的語（O）・動詞（V）語順の正則文である。なお、左右を反転させた絵を半数含めて、絵の表す動作の方向を統制した上で、３条件をランダムな順序でテストした。

図３　各条件の成績に対する責任病巣（VLSM法による）

　左前頭葉の中で下前頭回または運動前野外側部（赤色～オレンジ色）に脳腫瘍のある患者は、絵と文のマッチング課題の３条件において有意に高い誤答率を示した。

図４　２条件間の「誤答率の差」に対する責任病巣（VLSM法による）

（Ａ）左： 受動文（PS）条件と能動文（AS）条件の「誤答率の差」に対する責任病巣は、「左下前頭回」（L. F3op/F3t）の一部（赤色～オレンジ色）であった。

　　 右： その水辺断面（数字は前交連と後交連（左右脳の連絡線維）を結ぶ水平面からの高さ。単位mm）。

（Ｂ）左： かきまぜ文（SS）条件とAS条件の「誤答率の差」に対する責任病巣は、「左運動前野外側部」（L. LPMC）の一部（赤色～オレンジ色）であった。

　　 右： その水辺断面。

　どちらの場合も、責任病巣の位置（赤色）が、同じ課題を用いた脳機能イメージングで示された健常者の脳活動の場所（青色）と一致した。

図５　腫瘍部位によって異なる３条件の誤答率

（Ａ）左： 図４Ａに示した左下前頭回に脳腫瘍のある患者５名の腫瘍部位の重なり（下に示した色で人数を表す）。

　　 右：その水辺断面。

（Ｂ）（Ａ）の患者群による誤答率。AS条件よりもPS条件とSS条件で有意に高い誤答率を示した。

（Ｃ）左： 図４Ｂに示した左運動前野外側部に脳腫瘍のある患者６名の腫瘍部位の重なり。

　　 右：その水辺断面。

（Ｄ）（Ｃ）の患者群による誤答率。AS条件とPS条件よりもSS条件で有意に高い誤答率を示した。

（Ｅ）左：図４に示した左下前頭回と左運動前野外側部以外の左前頭葉に脳腫瘍のある患者１０名の腫瘍部位の重なり。

　　 右：その水辺断面。

（Ｆ）（Ｅ）の患者群による誤答率。健常者と同等の誤答率（Ｇ図参照）を示した。

（Ｇ）健常者２１名による誤答率。

＜用語解説＞

注１）文法中枢
　人間の言語の文法処理に特化すると考えられる左脳の前頭葉の一領域で、ブロードマン４４・４５野（ブローカ野：注５参照）にあたる「左下前頭回」（図１参照）と、６・８・９野にあたる「左運動前野外側部」の一部を含みます。

注２）磁気共鳴映像法（MRI）
　脳の組織構造を、水素原子の局所磁場に対する応答性から測定し画像化する手法。全く傷をつけずに外部から人間の脳組織を観察する方法として広く使用されています。

注３）失語症
　感覚や発声器官に異常がないのに、言葉の使用や理解に障害が現れる状態。発話の障害が起こると考えられている「ブローカ失語」の他にも、話し言葉の理解や発話時の言葉の選択に障害が現れる「ウェルニッケ失語」などの言語障害が知られています。

注４）失文法
　文法的な文を構成する能力の障害であり、失語症の一部です。失文法の人は、個々の単語は話せても、それを正しく並べて意味のある文にできない、といった障害を示します。

注５）言語などの高次機能の脳における機能局在の研究
　言語は、人間に固有の高次脳機能です。Ｐ・ブローカは、最初の失語症患者の報告（１８６１年）に基づいて、言語のような高次機能が大脳皮質の一部に局在するという説（機能局在論）を初めて提唱しました。ブローカの報告した発話障害の原因となる脳の損傷部位（責任病巣）は、「ブローカ野」と呼ばれています。
　その後、１５０年来の失語症研究の中でブローカの機能局在論はくり返し批判されてきました。特に、Ｋ・ラシュレーのように脳が全体として機能するという説（全体論）は、「脳はネットワークである」といった近年の主張にも根強く残っています。Ｎ・ゲジュビントは、失文法の原因がブローカ野を含む前頭葉の損傷であることを主張しましたが、この考えに異論を唱える研究者が多数現れて、論争が続けられてきました。前頭葉の一部の損傷では、認知障害や短期記憶などの障害が生じることも報告されているため、失文法は認知障害の一端に過ぎないと主張する研究者もいて、これまで実験的な検証は困難でした〔酒井 邦嘉 著『言語の脳科学』中公新書、平成１４年〕。

注６）機能的磁気共鳴映像法（fMRI）
　　脳内の神経活動に伴う血流変化を、局所磁場の変化から測定し画像化する手法です。全く傷をつけずに外部から人間の脳活動を観察する方法として広く使用されています。

注７）経頭蓋的磁気刺激法（TMS）
　　磁気による刺激を脳の電気活動に干渉させて感覚や反応がどのように変わったかを調べる手法で、脳の活動から機能への因果関係を調べるための「干渉法」（注９参照）の１つです。

注８）相関法
　　特定の課題を行う時の機能に関係した脳の活動を調べる、fMRIなどの手法の総称です。相関法によって「ある脳機能に変化が起これば特定の脳部位に活動変化が観察される」という相関関係が明らかになりますが、その逆に、「その脳部位に活動変化が起これば特定の脳機能に変化が観察される」という因果関係は必ずしも成り立つとは限りません。これが相関法の原理的な限界です。

注９）干渉法
　　外から刺激を加えて脳の電気活動に干渉させ、感覚や行動がどのように変わったかを調べることで、刺激した場所の機能を推測する、TMSなどの手法の総称です。干渉法によって「ある脳部位に活動変化を起こせば特定の脳機能に変化が観察される」という因果関係が明らかになりますが、傷や痛みを引き起こさない（侵襲性のない）手法が限られているため、因果関係の実証のためには脳の病気や損傷によって生じる脳機能障害の研究も必要です。

＜論文名＞

"Agrammatic comprehension caused by a glioma in the left frontal cortex"
（左前頭皮質の腫瘍が引き起こす文法的な言語理解障害）

＜お問い合わせ先＞

＜研究に関すること＞
酒井 邦嘉（サカイ クニヨシ）
東京大学 大学院総合文化研究科 相関基礎科学系
〒153-8902 東京都目黒区駒場３－８－１
Tel：03-5454-6261（直通）　Fax：03-5454-6261
E-mail:
URL: http://mind.c.u-tokyo.ac.jp/index-j.html

＜ＪＳＴの事業に関すること＞
廣田 勝巳(ヒロタ カツミ)
科学技術振興機構　イノベーション推進本部 研究領域総合運営部
〒102-0075 東京都千代田区三番町５ 三番町ビル
Tel：03-3512-3524　Fax：03-3222-2064
E-mail：

업무상의 세부사항을 기억하거나 전화번호와 약속 날짜, 기념일을 수시로 잊어버리던 Y씨. 스스로 ‘나이 탓인가’ 자괴감에 빠지기도 했다. 그런데 Y씨, ‘노화로 기억력이 쇠퇴한다는 편견을 버려!’, 이런 생각을 월간 <뇌>를 통해 갖게 되었다고. 최근 Y씨는 깜빡깜빡 까먹는 증세를 극복했을 뿐 아니라, 자신감을 갖고 각종 자격 시험과 외국어 습득 등 자기개발에 도전하고 있다. 다음은 Y씨가 공개한 기억력 향상법이다.

1. Y, 우선 체력 단련을 시작하다

스트레스를 받으면 부신피질호르몬이 증가하게 되고, 기억의 저장고인 해마가 작아진다. 직장인들과 수험생에게 스트레스는 피할 수 없는 증상. 스트레스를 발산하기 위한 가장 좋은 방법은 손발을 움직여 뇌의 산소 공급량을 늘리는 운동이 단연 최고이다. Y씨는 매일 아침 푸시업과 주 3회 이상 조깅을 실천해 체력을 단련하다.

2. 뇌 속에 그림을 그리는 연습을 하다

거래처 담당자의 얼굴은 확실히 기억하는데 이름이 떠오르지 않는다. 이는 그림을 인식하는 우뇌가 언어 기능을 가진 좌뇌보다 기억이 오래가기 때문이다. 특히 희로애락의 감정이 담긴 기억은 아주 오래간다. Y씨, 거래처 담당자의 전화번호를 바로 휴대폰에 입력하는 대신 10초 동안 집중하여, 머릿속에 담당자와 통화하는 이미지를 그리면서 전화번호를 기억하다. 010-XXX-XXXX.

또 자격 시험 등의 교재를 공부할 때도 우뇌를 함께 사용하기 위해 내용을 읽으면서 머릿속에 이미지를 떠올리다. 예를 들어 사법 시험을 준비한다면 형법을 공부할 때 판례에 대한 판결을 재판장이 말하고 있는 장면, 더 적극적으로는 자신이 그 자리에 있다고 상상하는  모의 체험을 하는 것이다.
 

3. Y 미친 척하다  

공부를 즐겁다고 생각하면 해마의 오해로 기억이 더 잘된다. 해마는 외워야 할 것과 필요하지 않은 것을 구분한다. 즐거웠던 일, 감동했던 일, 위험했던 일 등은 잘 잊어버리지 않지만 아무런 특색이 없는 일은 금방 잊어버린다. 따라서 공부할 때도 의도적으로 ‘와아! 재밌다’라고 생각하면, 해마는 이것은 기억해둘 필요가 있는 것으로 인식한다. 예를 들어 민법을 공부할 때도 “이것도 민법으로 정해져 있구나, 와 정말 놀라운 일이네!”하고 말하거나 “이 판례의 피고인 A는 절대로 용서할 수 없어!”하고 소리치면서 책상을 치는 등, 다소 과장된 행동으로 공부한다. Y씨는 다음과 같은 주의 사항을 덧붙인다. “공부를 너무 많이 해서 머리가 이상해졌다고 오해 받더라도 포기하지 마세요.”

4. 노래가사를 바꿔 부르다

즐겁게 기억하는 방법 중의 하나로 노래가사를 바꿔 부르는 방법도 있다. 좋아하는 노래의 반주에 맞춰서 외우고자 하는 내용으로 가사를 개사한다. 그것을 녹음해 몇 번이고 반복해서 듣는다. 소리의 강약, 고저, 장단이 기억에 강하게 남기 때문에 그냥 눈으로 외우는 것보다 효과적이다.

5. 빠른 속도로 테이프를 듣다

귀로 들은 언어를 이해하는 베르니케 중추를 자극하면 기억력 향상에 도움이 된다. 빨리 듣기, 즉 속청은 베르니케 중추를 자극하는 데 가장 좋은 방법. 재생 속도를 조절할 수 있는 카세트플레이어를 이용해 빠른 버전으로 외국어 테이프를 듣는다. 테이프의 속도에 따라 가다 보면 집중력이 높아지고, 해마에서 전기 자극의 빈도가 늘어나기 때문에 그만큼 시냅스의 결합이 강화되어 기억력이 향상된다. 익숙해지면 재생 속도의 네 배라도 말을 정확히 알아들을 수 있다.

6. 출퇴근 시간을 활용하다

Y 출근하는 데 1시간 이상 걸린다. 바쁜 직장 생활 가운데 이 1시간은 황금 시간. 붐비는 지하철이나 버스 안에서 교재를 보면 사람들에게 밀려 스트레스를 받게 되어 효율이 떨어진다. 그리하여 다른 사람보다 1시간 일찍 일어나서 사람이 거의 없는 지하철에 앉아서 외국어 테이프를 듣는다.      

 
7. 취침 전 30분을 활용하다

미국의 정신학자 젠킨스와 달렌바흐의 연구에 따르면 공부한 뒤에 바로 자는 편이 기억량이 많아진다고 한다. 구체적으로 말하면 계속 깨어 있으면 8시간 뒤에 90%를 잊어버리지만, 곧바로 자서 8시간 후에 일어나면 50%정도 밖에 잊어버리지 않는다. 수면 중에도 대뇌가 활동하기 때문이다.

그리고 이 과정에서 기억해 둘 필요가 있는 사항과 기억해 둘 필요가 없는 사항이 구분된다. 이 효과가 가장 높은 시간대는 취침 전 30분 동안이다. 그 이전에 기억한 것들은 잘 때 이미 상당한 부분을 잊어버리기 때문이다. Y씨는 텔레비전을 보다 잠드는 습관을 고친 후, 취침 전 30분을 활용하여 승진 시험을 준비했다.

기억의 대가, Y씨의 한 마디

“무언가를 기억하기 전에, 이런 상상을 해보세요. 1분 동안 자신의 두뇌에 있는 1천억 개의 뉴런들의 영상을 그려봅니다. 뭔가를 기억해 두기 위해 수백만 개의 뉴런이 연결되면서 전기 자극이대뇌를 번개처럼 질주하는 모습을 상상해보세요. 기억은 그물에 비유할 수 있답니다. 시냇가에서도 물고기를 그물로 잔뜩 건져 올리는 사람이 있는 반면 그물도 없이 저 멀리 바닷가에 나가는 사람도 있죠. 기억력 단련으로 새롭게 연결된 뉴런은 다른 두뇌 능력을 증진시키는 데 자극이 된답니다. ” 

출처 : 뇌 3월호

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비상한 기억력 갖기 
 
 
 

천부적인 기억력을 가진 사람들은 어떤 것이든 한 번 보면 언제든 원하는 때에 생각해 낼 수 있을 것이다. 그런데 다행히도 기억력이 그다지 좋지 않은 사람들도 훈련을 통해 이를 개선할 수 있다.

효과적인 기억 체계에 대해 제일 먼저 인식한 사람들은 고대 그리스인들이었다. 그리스인들은 기억력을 매우 숭상해서 여신으로 섬기기도 했는데, 뮤즈 신의 어머니인 므네모시네가 그 여신이다. 아리스토텔레스는 사람의 마음을 모든 정보를 새기는 메모장에 비유했고, 천재적인 기억력을 가졌던 플라톤은 기억력을 우주의 영적인 힘을 통합하는 개인적인 힘으로 여겼다. 그리스의 작가인 메트로도루스는 수년 전에 나눈 대화를 그대로 기억해 친구들을 놀라게 하곤 했다. 하지만 그리스인들의 가장 위대한 점은 기억력을 훈련으로 개선할 수 있다고 생각한 발상 그 자체이다.

사실 인쇄기가 발달하기 전에는 무엇이든 구전으로 기억되고 전달되었다. 호머의 서사시 〈일리아드와 오디세이〉는 그리스 축제 때 음유시인들이 암송해서 전해졌으며, 판소리 인간문화재들도 6~7시간이나 걸리는 판소리를 한번도 쉬지 않고 완창해 낸다. 결론적으로 강력한 기억력은 누구나 훈련을 통해 개발 가능한 것이지 비범한 몇 사람에게만 주어진 능력이 아니라는 얘기.

오래 기억해야 하는 것은 나누어 학습하라

19세기 스코틀랜드 철학자 해밀튼은 개별적인 사실들을 한 데 뭉뚱그리면 더 많이 기억할 수 있다고 설명했다. ‘뭉뚱그리기’의 예로 모차르트의 일화를 소개하겠다. 10대 초반에 모차르트는 바티칸의 한 성당에서 ‘미제레레’라는 합창곡이 연주되는 것을 딱  두 번 듣고 곡의 악보를 완벽하게 적어냈다. 당시에 이 악보의 사본이 세 부 밖에 없었기 때문에 모차르트는 그 연주를 암기해서 기억하는 방법 밖에 없었던 것이다. 모차르트가 악보를 기억해 낼 수 있었던 요령은 간단하다. ‘미제레레’의 화음에 당시 많이 사용되던 상투적인 음악이 포함되어 있어서 서로 유사한 음악 유형으로 뭉뚱그려서 기억했던 것이다.

기억의 지도를 따라가라

불안한 마음 없이 많은 사람 앞에서 연설을 잘하고 싶다면 그리스의 시인 시모니데스가 소개한 ‘장소의 방법’을 추천한다. 우선 연설문의 골격을 완성한 후에 상상 속에서 자신의 집 근처를 산책하는 것으로 시작한다. 산책을 하다 눈에 띄는 첫 번째 장소에 자신이 연설하고자 하는 첫 번째 요점을 심어 놓는다. 이러한 방법으로 특별한 장소에 기억해야 할 목록을 배치해 놓으면 긴장된 상황에서도 자신이 말하려는 내용을 잊어버리지 않고 말할 수 있다는 것이다. 이 방법은 평범한 것은 기억에서 쉽게 잊혀지지만 특이하거나 유심히 본 것은 기억에 오래 머문다는 기억의 원리에 의거한 것이다. 단, 이 방법의 효과를 제대로 보려면 연설을 하기 전에 이 산책 코스를 최소 다섯 번 이상 상상하면서 연설을 해봐야 한다.

시인 서정주는 나이가 들어 치매를 예방하기 위해 아침마다 세계의 산이름을 외웠다고 한다. 10년 간 외운 산 이름이 무려 1천8백여 개. 산이름을 순서대로 기억하는 것이 쉽지 않은 일이지만 우리의 두뇌가 일정한 맥락의 의미 구조 속에서 최상으로 작동한다는 것을 알면 기억하기 쉬운 방법을 찾을 수 있다. 예컨대, 세계지도를 머릿속으로 그리면서 각 대륙의 산맥을 따라가고, 거기에서 뻗어나온 산줄기를 따라가는 식으로, 산맥의 구조를 연상하면서 기억하는 것이다.

몇 년 전 본 사람의 얼굴은 기억나는데 이름이 잘 기억나지 않는다고? 사람의 얼굴과 이름을 잘 기억하고 싶다면 이미지화해서 기억하라. ‘신동엽’이라는 사람의 이름을 기억하고 싶다면 그 사람의 특징을 이름과 연관시켜 두뇌에 저장하는 것이다. ‘엽’기적인 농담을 잘 하는 개그의 ‘신동’과 신동엽의 얼굴을 영상으로 저장하면 오랜 시간이 흐른 뒤에도 그의 이름을 쉽게 떠올릴 수 있을 것이다. 

시험을 볼 때 정답이 가물가물하다면? 긴장하거나 억지로 떠올리려 하지 말고 부분적으로 일치하는 단어의 어감을 찾아내라. 비슷한 어감을 약간씩 변형하여 입으로 발음해 보면서 가장 유사한 것을 따라가라. 그러면 대체로 그 단어가 의식의 수면 위로 떠오른다. 특별히 기억해야 할 일은 첫 음절이나 주요 음절을 기억하기 쉬운 문장으로 만들어 외우는 것도 한 방법이다. ‘수금지화목토천해명’으로 태양계를 꿰거나 ‘태종태세문단세~’를 반복했던 시절을 떠올려 보라.

반복학습이 기억을 단단하게 한다

기억력을 향상시키려면 해마에서 출발해 두뇌의 모든 부분으로 두뇌 회로를 확장해 가면서 강화해야 한다. 그러기 위해서 반복학습은 필수. 사실 기계적으로 암기하는 것은 상당히 재미없는 일이지만 기억한 행동을 시연하고, 정기적으로 회상하는 과정을 되풀이하면 뇌 속에 기억의 연합 경로가 고정되는 효과가 있다. 따라서 암기하고 난 후 일정한 간격과 횟수만큼 기억을 반복적으로 떠올리는 것이 완벽한 기억을 위해 필요하다.

반복훈련의 하나로 매일 자기 전에 15분씩 하루 동안 있었던 일을 순서대로 기억하는 것도 좋은 방법. 사건을 기억할 때는 특정한 대화나 주변 환경, 그날 일어났던 상황에 대한 생각이나 감정에 초점을 맞춘다(그래야 해마에서 더 인상적으로 기억한다). 꾸준히 연습하면 회상하는 일에 더 집중하게 될 것이며 나중에는 사건의 세부적인 사항까지 머릿속에 물밀 듯이 밀려올 것이다.

자, 이제 기억력을 향상시킬 수 있다는 희망이 보이는가. 그러나 기억력을 증진시키는 가장 강력한 힘은 기억력을 자신의 완전한 능력으로 신뢰하는 마음의 힘에서 나온다. 눈을 감고 자신의 두뇌 속에 존재하는 1백억 개의 뉴런을 상상해 보라. 기억을 떠올리기 위해 두뇌가 작동할 때마다 수백만 개의 뉴런이 동시에 연결되면서 대뇌에 전기자극을 준다. 그 자극이 번개처럼 대뇌를 질주할 때 우리는 원하는 정보와 ‘번쩍’ 대면하게 된다. 우리가 원하기만 한다면 언제든, 어디에서든.

출처 : 뇌 7월호

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창의성+인성+전문성=글로벌 인재? 조벽 동국대 석좌교수, 글로벌 창의포럼서 주장 2009년 07월 23일(목)

▲ 22일 교과부 대회의실에서 제1회 글로벌 창의포럼이 진행됐다.  “글로벌 인재는 창의성, 인성, 전문성을 고루 갖춰야 한다” 22일 교과부 대회의실에서 진행된 제1회 글로벌 창의포럼에서 조벽 동국대 석좌교수가 한 말이다. 조 교수는 포럼에서 ‘창의인재 양성과 교사(학교)의 역할’이라는 주제로 발표를 진행했다. ‘명문대 한인학생 10명 중 4.4명 중퇴’라는 충격적 기사를 서두부터 제시한 조 교수는 “글로벌 창의적 인재는 여유와 튼튼한 기초지식, 긍정적 자세, 호기심, 모험심 등을 가지고 있지만, 현재 우리나라에서 양성되는 인력들은 교과서 지식에 매달리며 실패 공포증과 정답 신봉에 매몰돼 있다”고 비판했다. 조 교수는 “초중고 12년 내내 시험만 생각하면서 자란 학생들로부터 거시적인 안목과 먼 미래를 생각하는 인재를 기대할 수 없다”고 덧붙였다. 조 교수는 이어 글로벌 창의적 인재 양성을 위한 교사(학교)의 역할을 논하며 “모든 교사는 일주일에 단 한 수업만이라도 학생들이 학습의 즐거움을 경험할 수 있도록 준비해야 한다”고 강조했다. 재능은 있으나 관심사가 없는 것은 마치 표적 없는 화살과 같다는 것이다. 조 교수에 따르면 오늘날 세계 최고 부자이자 자선가로 유명한 빌 게이츠도 중학생 때는 그저 그런 문제아에 지나지 않았다고 한다. “퍼지 사고력이 창의적 인재의 조건” 일반 사고력과 다른 퍼지 사고력도 창의적 인재의 필수 조건으로 거론됐다. 일차원적, 평면적, 수렴적, 닫힌 사고, 흑백논리가 일반 사고력이라면, 퍼지 사고력은 다차원적 사고, 입체적 사고, 발산적 사고, 열린 사고, 양면성을 뜻한다. 조 교수는 “창의력을 학생들에게 요구만 하지 말고 허락하라”면서 “창의력은 창의력을 지닌 사람과 창의력이 발휘될 수 있는 환경(리더십)이 존재할 때 가능하다. 창의력을 지닌 사람을 이해해주고, 보호해주고, 그들의 장점을 발휘할 수 있는 환경을 구축해줘야 한다”고 말했다. 또한 “학생들로부터 대답만 요구하지 말고 질문을 유도하라”고 덧붙였다. 2006년 KAIST 과학영재교육연구원이 8년간 KAIST 신입생들을 대상으로 실시한 ‘과학 영재의 진로의식’설문과 ‘과학고 졸업생 진출현황’ 조사에 따르면 KAIST 신입생들 과학자나 교수를 희망하는 학생은 절반에 지나지 않는다고 한다. 희망 직종으로 의사·공무원을 대답하는 경우가 많아지고 있다는 것이다. 조 교수는 “가장 심각한 교육 문제는 주입식 교육이 아니라 청소년의 꿈마저도 주입시키고 있다는 것”이라며 “이제 학교에 머리(Intelligence)만이 아니고 가슴(Passion+Commitment=꿈)도 함께 있는 학생들이 번창할 수 있도록 리드해야 한다”고 역설했다. “누군가는 인성 교육을 책임져야” 이어서 발표는 인성의 중요성으로 진행됐다. 인간발달 영역에는 교과목, 언어, 수리 등의 인지 영역(지식, 기술), 사회, 문화, 정치 등의 가치 영역(가치, 태도), 도덕과 윤리, 자기개념, 내적관계, 대인관계 등의 행동 영역(자아 정체성, 관계 체계)이 있다. 조 교수는 “학원강사의 관심 영역은 교과목, 언어, 수리에만, 일부 교사와 정치인의 관심 영역은 가치 영역에만, 전문 학회의 관심 영역은 교과목에만 집중돼 있다”고 지적하며 “글로벌 인재의 핵심 요소인 인성 교육을 누군가 책임져야 한다”고 주장했다. 조 교수는 “땅같이 단단한 전문성을 기반으로 일을 주도할 수 있는 실력인 창의성, 일에 대한 실력인 전문성, 일을 할 수 있게끔 해주는 실력인 인성을 고루 갖춘 사람이 글로벌 시대가 요구하는 인재”라고 강조하며 발표를 마쳤다.

김청한 기자 | chkim@kofac.or.kr 저작권자 2009.07.23 ⓒ ScienceTimes

잠시 자세검문 있겠습니다!

바른 자세가 건강의 중심을 좌우한다

바른 자세는 단순히 꼿꼿하게 서거나 앉은 자세가 아닌 신체적 부담이 가장 적고 무리가 가지 않는 자세를 말한다. 자연적인 척추의 곡선을 유지한 상태에서 어느 한 쪽으로 치우치지 않은 균형 잡힌 자세가 될 때 우리 몸은 부담을 가장 적게 받는다. 아무리 좋은 자세라 할지라도 장시간 같은 자세를 유지하는 것은 신체에 부담을 준다. 바른 자세는 척추를 바르게 하고, 척추가 보호하고 있는 신경계의 흐름을 원활하게 하여, 세포의 생명력, 자연 치유력 등을 향상시켜 몸의 건강을 유지할 수 있게 해준다. 또한 혈액순환이 원활해지고 집중력이 높아지기 때문에 바른 자세는 뇌 건강에도 필수적이다. 바른 자세는 마음의 건강도 좌우한다. 자세가 바르면 스스로에게 당당해지고 자신감이 넘쳐 보이는 반면 구부정한 자세는 몸을 위축시킬 뿐만 아니라 마음까지 어둡게 한다.

유아기의 바른 자세가 노년기의 고부라진 자세로

자세는 척추와 밀접한 관계를 가지고 있다. 자세를 보면 척추의 곡선 상태를 알 수 있으며 반대로 척추의 형태로 자세를 판단할 수도 있다. 연령별로 척추의 형태가 변해가는 모습을 통해 자세의 일생도 볼 수 있다.

태아와 신생아의 척추는 전체적으로 뒤로 볼록한 C자 모양으로 되어 있다. 아이들이 고개를 가누기 시작하면서 목뼈는 앞쪽으로 볼록하게 곡선이 생기고, 걸음마를 시작하면서 허리뼈도 배가 나온 것처럼 앞으로 볼록하게 곡선이 생긴다. 대체로 어린아이의 척추는 정산적인 척추의 곡선을 이루고 있고 자세도 바르다. 그러나 유아기에 너무 일찍 걸음마를 시작하거나 보행기를 장기간 태우면 척추의 곡선이 비정상적으로 되며, 기저귀를 두껍게 해서 오래 채우거나 업어서 키우면 다리가 휘게 된다.

유아기의 바른 자세는 청소년기 시절의 편향된 생활을 거치면서, 점점 틀어져 목뼈는 앞으로 꺾이고 등은 뒤로 굽으며 허리도 앞으로 꺾이게 된다. 이런 구부정한 자세는 두통과 소화불량을 일으키며 학습 능력도 저하시킨다. 한쪽으로 집중된 자세로 척추가 좌우로 휘는 척추측만증도 이때 발생한다. 청소년기 구부정한 자세의 누적은 청ㆍ장년기에 와서 디스크 질환을 비롯해 목과 어깨 통증, 요통, 오십견 등의 질환으로 나타나게 된다. 노년기에 이르러서는 구부정한 자세가 심해지면서 퇴행성 관절염, 압박골절 등의 만성적인 척추질환이 나타나고, 급기야 허리를 펼 수 없어 고부라지고 마는 것이다.

바른 자세를 취하기 힘들어하는 이유

팔방미인인 바른 자세와 고부라지는 종말을 맞는 바르지 않은 자세. 이 모든 것 알면서도 바른 자세를 취하기 힘들어하는 이유는 무엇일까? 바른 자세는 경직되고 편하지 않다는 눈앞에 보이는 일시적인 안락 때문에 바르지 않은 자세를 취하게 되고 점점 이 자세가 쌓여 습관이 되는 것이다. 하지만 바른 자세는 몸에 무리가 덜 가게 되어 시간이 지날수록 몸을 편안하게 느껴지면 그때부터 평생 동안 바른 자세를 유지할 수 있으며 건강한 삶도 지속할 수 있을 것이다.

바르지 않은 자세는 뇌에도 영향을 미친다.

우리 몸에 있는 모든 세포는 생명력, 자연치유력과 성장력, 재생능력을 가지고 있다. 이런 신비한 능력은 뇌의 통제로 이뤄지며 신경계를 통해 뇌로 전달되고 또 세포로 전달된다. 뇌와 온몸의 세포를 연결해주는 신경계는 척추가 보호하고 있다. 따라서 바르지 않은 자세로 인해 척추가 휘게 되면 신경계가 지나가는 추공이 좁아지고, 좁아진 추공은 신경계를 직ㆍ간접적으로 압박하고 방해한다. 압박을 받은 신경계는 뇌의 통제 정보를 각 세포의 말단까지 전달하지 못하고 세포의 반응도 뇌로 잘 전달되지 못한다. 신경계를 방해하고 있는 척추를 바로 잡아주면 뇌에서 성장호르몬이 잘 분비되고, 신경계를 통해 뇌의 정보 전달이 세포까지 원활하게 된다. 뇌에서 분비된 성장호르몬이 세포까지 원활하게 전달되기 때문에 성장력도 극대화 된다.

불면증의 원인도 자세에서 비롯될 수 있다. 고개를 숙인 자세는 뒷목의 근육과 인대 그리고 척수까지 팽팽하게 긴장시키는데, 이때 신경감지체는 뇌로 이상 신호를 보내고 뇌 역시 이에 계속 반응하게 된다. 이렇게 뇌가 쉬지 못하고 계속 깨어 있으면서 일을 해야 하므로 신경은 예민해지고, 밤에 잠을 못 이루는 불면증까지 이어지게 된다.

출처 : 힐링패밀리

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과학영재고 아이들의 두뇌활용습관
차세대 리더들이 말하는 꿈을 이루는 비법
 

 
한국과학영재고 학생들의 두뇌활용 습관을 눈여겨보면 그들 간의 공통점을 발견하게 된다. 아직 어리지만 과학이라는 매력에 빠져 자신의 목표를 이미 현실화해가고 있는 이 학생들은 이미 자신의 뇌를 최적화시킬 수 있는 기본요건을 갖추고 있다는 것이다. 그것은 뇌가 좋아하는 일, 내가 좋아하는 일, 즉 스스로 선택한 길에 서 있다는 것이다. 뇌를 활용과 개발의 대상으로 보는 뇌교육의 기본원리를 이들은 도전과 강렬한 목표의식을 통해 생활 속에서 자연스럽게 터득해가고 있는 셈이다.

몰입과 집중

우리가 이미 알고 있다시피 뇌는 ‘좋아하는 일’을 하는 것을 좋아한다. 좋아하는 일에 집중하면 피곤함을 느끼기보다 오히려 신나게 자신의 신경세포 네트워크를 늘려간다. 두뇌 속에 없었던 길을 만들고, 그 길들은 더욱 빠른 지름길들을 만들어 자신의 능력을 최대한으로 끌어올린다. 인터뷰를 하면서 알게 된 그들의 습관 중 하나는 진행하고 있는 일에 대한 몰입과 집중이었다. 

타인의 눈에는 일중독으로 비춰질 수도 있을 그들의 몰입과 집중은 타인의 강요에 의한 것이 아니라 자신의 선택에 의한 것이었기에 그 행위가 피로와 부정적 스트레스를 동반하기보다는 새로운 아이디어와의 연결 고리 속에서 적당한 긴장감으로 성취감과 연결된 아드레날린을 분비시키고 있는 것으로 보였다. 적당량의 아드레날린이 몸의 저항력을 높이고 뇌에 활력을 불어넣어준다는 것을 그들의 몸은 이미 알고 있을 것이다. 이러한 긴장은 뇌의 상태를 최적화시켜 ‘설마 이게 나의 아이디어?’라고 자문하게 만드는 발상들을 끌어오고는 한다. 수험생들의 경우 본인의 실력 이상의 결과를 내는 경우가 여기에 해당된다고 볼 수 있다.

응용과 전환

한 가지 일에 집중하면 할수록 다른 일들에 대한 관심에 둔해지기 쉽다. 때문에 집중과 함께 낯선 정보, 낯선 경험들로 뇌를 지루함에서 탈피시키는 것도 중요하다. 이런 자극은 남과 다른 응용력과 상상력을 불러일으키기 때문이다. 좁은 시각 안에서는 생각의 전환이 용이하지 않다. 여성 과학자 하은미 씨의 경우 자신의 연구 분야 안에만 시각이 머물지 않게 하기 위해 과학 전문지 등의 잡지를 출퇴근 지하철 안에서 틈틈이 읽는다.

인권단체 바스피아 대표 이혜영 씨는 문학 작품들을 통해 인간의 본성과 인권에 관심을 갖게 되었으며 지금도 여전히 버스 안팎의 행인들의 모습을 살핀다.(기사보기▶) 올블러그 대표 박영욱 씨는 출근길에 라디오를 들으며 휴대폰 문자로 방송 참여도 하고 중국어와 요가도 배운다고 한다.(기사보기▶) 문화 전반에 실험적인 시도를 꿈꾸는 아트딜러 우흥제씨의 상상력과 응용력은 분야의 벽 자체를 부정한다.(기사보기▶)

자극은 뇌를 싱싱하게 유지시킨다. 그리고 그 자극은 자신 안에 웅크리고 있을 때 오는 것이 아니라 사회와 활발히 교류하면서 얻어진다.

상상과 조합

뇌는 직접적인 경험과 상상에 의한 경험을 구분하지 못한다고 한다. 이는 ‘상상’이라는 가공의 경험이 뇌에 미칠 수 있는 영향력을 대변해준다. 이미지 트레이닝이나 멘탈 트레이닝을 통해 일에 앞서 생각하고 연습하면 실제 상황에서 생각보다 쉽게 일을 해결할 수 있다. 물론 상상과 아이디어를 머릿속으로 생각만 할 것이 아니라 말로 뱉거나 글자나 그림으로 그리는 표현 활동을 거치면 뇌는 자신의 회로를 더욱 구체적이고 논리적으로 견고히 구축한다.

아이디어를 들어줄 친구나 동료, 모임 등에서 자신의 의견을 표현해보자. 대화를 통해 아이디어가 조합을 이루며 한계를 극복하고 기발한 생각이 탄생하기도 한다. 뿐만 아니라 타인에게 자신의 목표를 밝힘으로써 스스로에게 추진의 힘을 실어주게 된다. 자신의 가능성에 집중하게 만드는 마술인 것이다.

긍정과 믿음

원하는 바를 끊임없이 생각하면 생각은 자석과 같아 집중력을 쏟는 대상을 자연스럽게 끌어당긴다고 한다. 차세대 두뇌리더 4인의 공통점 중 가장 두드러진 것은 자신에 대한 긍정이었다. 젊은 나이에 사회적 주목을 받게 되기까지 그들은 고정관념의 틀로부터 무수히 자신을 지켜야 했고, 여전히 지켜나가야 한다. 여기서 가장 큰 힘이 되는 것은 긍정이다. 수없이 듣는 ‘무모하다’는 말과 따가운 시선에도 불구하고 그들이 놓지 않은 것은 ‘나’의 목소리였다.

1%의 가능성만 있어도 도전해서 성공시켜볼 방법들이 보인다는 박영욱 씨, 만족할 만큼 해봤다는 생각이 들 때까지 한다는 우흥제 씨, 남들이 안 될 거라고 해도 우선 하고 본다는 하은미 씨, 내가 만든 길에서 치열하게 노력하는 것이 좋다는 이혜영 씨. 스스로에 대한 긍정과 믿음이야말로 그들의 뇌에 무한한 가능성을 주는 가장 중요한 요소일 것이다. 이는 꿈과 비전을 크고 높게 세우고, 항상 그 비전이 이루어짐을 상상하며, 스스로의 가치를 중요시하는 뇌교육의 뇌 활용 측면과도 맞닿아 있다고 할 수 있다.

출처 : 브레인 Vol.7

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21세기 뇌교육 '두뇌활용 리더의 조건'

 
한국 뇌교육의 국내외 보급을 담당하는 국제뇌교육협회(IBREA) 주최로 “제 3회 서울 뇌교육세미나”가 오는 7월 1일 서울 코엑스에서 개최된다. 뇌교육에 관한 학부모, 교육관계자, 기업교육담당자 등의 높은 관심과 호응으로, 서울에서 개최되는 3번째 뇌교육세미나이다. 지난 5월에는 전국 7개 도시에서 뇌교육세미나가 열렸다.

  국제뇌교육협회가 주최하는 이번 서울 뇌교육세미나는 국내 유일의 두뇌전문포털 브레인월드(www.brainworld.com) 공식후원으로 개최된다. 세미나 이외에도 새로운 개념의 두뇌활용기기로 최근 주목받는 아이브레인 체험부스가 별도로 마련된다.

뇌교육세미나는 “21세기 뇌교육: 두뇌활용리더의 조건”이란 주제로 개최되며, 뇌교육전문지 <브레인> 편집장을 맡고 있는 장래혁 한국뇌과학연구원 선임연구원이 초청 강사로 나선다.

21세기 뇌의 시대를 맞이해, 뇌의 중요성과 가치가 과학, 건강, 자기계발, 학교 및 기업교육 등 전 분야로 확산되고 있는 가운데 우리나라가 주도하고 있는 뇌교육은 체험적 교육방법론에 기반한 인성회복과 집중력 증진 및 창의성 교육, 두뇌잠재성 개발 등 혁신적인 뇌활용법으로 주목을 받고 있다. 미국에서 ‘뇌교육의 날’ 제정이 잇따르는 등 해외에서의 관심이 특히 높다.

국제뇌교육협회(IBREA)는 미국 뉴욕에 세계화 본부를 두고 해외 100개국에 한국의 뇌교육을 보급하고 있는 국제단체로, 지난 2월 유엔글로벌컴팩(Un Global Compact)에 가입하며 국제사회 공헌에 앞장서고 있다. 올해 3월부터는 “Earth Citizen: one Dollar Project"란 ‘1달러 프로젝트’를 통해, 지구를 위해 매월 1달러씩 기부하자는 실천적 홍익활동을 전 세계적으로 펼쳐나가고 있다. 한국은 2006년 사단법인으로 등록되어 있다.

 

출처 : IBREA 국제뇌교육협회 kr.ibrea.org

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코가 건강하면 뇌도 싱글벙글
우리 아이 코 건강법                           

 
코는 공기가 우리 몸으로 들어가는 최초의 통로이며, 코가 건강해야 모든 기관이 평온하고 순탄해진다. 또한 이것은 두뇌 활동과 밀접한 관련이 있다. 콧병이 없어져야 뇌가 맑고 깨끗해진다. 따라서 한창 공부할 시기의 아이들에게는 코를 건강하게 해주는 것이 무엇보다 중요하다. 아이의 성적을 올리기를 원한다면 일단 아이의 콧병부터 고쳐보도록 하자.

★ 코가 아프면 뇌도 아파요!!

아이들은 성인에 비해 면역 기능이 약하고 유해한 환경에 민감하기 때문에 콧병에 걸릴 확률이 높다. 만약 콧병을 제때 치료하지 않을 경우 축농증이나 중이염으로 이어질 가능성이 많은데, 특히 축농증으로 생긴 고름이 귀 쪽으로 옮겨가면서 생기는 중이염의 경우 성인이 되어서도 지속될 수 있으므로 반드시 치료해야 한다.

무엇보다 콧병이 생기면 학습 능력이 저하된다는 것에 주목할 필요가 있다. 콧병이 생기면 비강(코의 안쪽) 내 공기가 통하는 통로가 좁아져 항상 코가 막히게 된다. 뇌로 올라가는 산소의 양이 줄어들기 때문에 이런 현상이 지속되면 기억력과 집중력이 떨어지는 것은 물론 만성적인 두통에 시달리게 된다. 따라서 매사에 짜증이 많아지고 성격이 예민해지는 ‘비성주의산만증’에 걸릴 확률이 높아진다.

★ 콧병의 원인 ‘감기’, 한약으로 다스리기

예부터 감기는 ‘만병의 근원’이라고 했다. 특히 피부가 아직 미성숙해 온도 변화에 제대로 적응하지 못하는 아이들은 감기에 걸리지 않기 위한 세심한 주의가 필요하다. 한의학에서는 감기에 걸리는 이유를 ‘몸의 정기正氣가 약해져 사기邪氣(인체에 병을 일으키는 나쁜 작용을 하는 기운)가 들어와 감기를 일으킨다’고 하며, 열이 심하지 않고 맑은 콧물과 잔기침을 하는 경우에는 보약을 정기적으로 보충해주기를 권하고 있다.

코에 좋은 한방약재로는 갈근(발한, 해열 작용), 생강(신진대사 촉진, 살균 작용), 맥문동(기관지 질환, 겨울철 체력 증강), 도라지(기침, 가래 등 통증 해소), 계피(신경 안정, 두통 예방), 하수오(원기회복) 등이 있다.

★ 콧병을 예방하는 공기정화 식물
아이들이 잘 걸리는 알레르기나 호흡기 질환은 집 안의 온도와 습도만 적당하게 유지해줘도 얼마든지 예방할 수 있다, 실내에서 식물을 키우면 각종 오염 물질을 흡수, 산소와 공기를 맑게 해주는 물 분자인 음이온을 배출해주기 때문에 별다른 노력 없이 거실이나 베란다에 놓아두기만 해도 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있다.

또한 다양한 실내 정화 식물들을 특성에 맞게 잘 배치하면 공기정화는 물론 미세먼지 부착, 가습 등의 효과까지 볼 수 있다. 주의할 점은 베란다에 식물을 놓았다면 실내로 통하는 문을 자주 열어야 한다는 것. 음이온을 배출하는 식물들의 경우, 서재나 공부방에 배치하면 집중력을 높여준다. 또한 실내 식물을 이용해 공기 정화를 할 때는 실내 면적의 10% 정도를 식물로 채우는 것이 효과적이다.

<대표적인 실내 식물>
- 스파티필름 : 새집증후군을 유발하는 물질인 포름알데히드 제거에 효과가 탁월하다.
- 대나무야자 : 산소배출량이 높아 규칙적으로 물을 주면서 키우면 겨울철 실내 습도를 정상으로 유지할 수 있다.(거실, 베란다, 침실의 창가 쪽)
- 보스턴 고사리 : 새집으로 이사할 경우 눈과 목이 따갑고 통증을 느끼는 증상을 감소해주고 탄소동화 작용이 뛰어나 음식물 냄새 제거에 효과적이다.

출처 : 힐링패밀리

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코가 통해야 뇌가 통한다 

Body & Brain
 
코는 고대에는 생명과 영혼의 통로로 신성시되었고, ‘코가 납작해졌다’는 식으로 사람의 마음이나 인격과 동일시되기도 했다. 관상학에서도 코는 재물을 관장하는 하늘의 별, 재백궁財帛宮이 머무는 곳이자 ‘얼굴의 주인’으로 운세를 좌우하는 중요한 기관이다. 요즘엔 눈과 함께 성형의 대상으로 관심이 높은 코. 그러나 하는 일을 들여다보면 코야말로 뇌를 좌우하는 중요한 기관이다. 뇌를 통하게 만드는 코의 신비에 대해 알아보자.
 

★ 코는 뇌의 관문

코는 얼굴의 한가운데에 자리를 잡아 사람의 인상을 결정한다. 코의 모양에 따라 성격을 이야기하는 것은 동양이나 서양이나 마찬가지다. 그러나 겉에 드러난 코보다 속에 감춰진 코 부위가 더욱 중요하다. 코의 안쪽에는 목뿐 아니라 귀와 눈으로 연결되는 통로들이 있고, 다양한 역할을 하는 뼈 속 빈 동굴들과 돌기들이 자리 잡고 있다.

뇌와 가까운 만큼 코 주변은 얼굴의 위험한 삼각지대라고 일컬어진다. 뇌로 직접 통하는 혈관들이 그물처럼 얽혀 있어 뇌로 세균과 염증이 퍼질 수 있기 때문이다.

코는 두개골을 열지 않고 얼굴의 손상을 최소화하면서 뇌의 앞쪽과 아래쪽, 뇌간까지 접근할 수 있는 부위다. 뇌하수체 종양으로 말단비대증이 있던 격투기 선수 최홍만은 코를 통해서 뇌수술을 했다. 고대 이집트에서도 미라를 만들 때 코를 통해 뇌를 끄집어내 버렸다. 영혼이 담겨 있다고 믿었던 심장은 몸에 남기고, 다른 장기들은 항아리에 담아 미라 옆에 뒀던 것과 달리 뇌는 중요하지 않다고 생각했던 탓이다.

★ 코는 뇌의 냉각기

해부학적으로는 코가 뇌와 가깝다는 것 이외엔 별다른 연관이 없어 보인다. 그러나 코는 뇌의 일부라고 표현할 만큼 호흡과 후각을 통해 뇌의 활동에 필수적인 도움을 준다. 하루 평균 2만 3천 4백 회, 1만 3천 5백 리터의 공기가 코를 통해 드나든다. 코를 지나 폐에서 혈액으로 들어간 산소는 전체 몸무게의 2%를 차지하는 뇌에서 전체의 20%나 소모된다. 그만큼 충분한 산소 없이는 뇌의 기능 또한 장담할 수 없다.

코는 폐로 공기가 들어가기 전 단순히 지나치는 통로만이 아니다. 오히려 능동적으로 공기의 상태를 관리하고 신체를 방어하는 최전선의 파수꾼이다. 코의 안쪽에는 모세혈관이 풍부한 세 쌍의 돌기가 난방기의 배관처럼 튀어나와 있어 찬 공기를 데워준다. 또 점막에서는 하루 1리터 이상의 수분을 방출해 가습기의 역할까지 한다.

이물질과 세균은 코털과 항균물질이 포함된 점액에 의해 걸러져 처리된다. 이렇게 코를 통과해 적당한 온도와 습도로 조절된 공기가 폐로 들어가게 된다.

동시에 코는 뇌를 식혀주는 냉각기다. 뇌로 들어가는 혈액의 온도를 적정하게 내려주기 때문이다. 하품을 크게 하는 것도 뇌의 온도를 떨어뜨리려는 노력 중 하나다. 특히 입으로만 숨을 쉬면 뇌의 온도가 쉽게 올라가 열을 식히기 위한 하품이 저절로 나오게 된다.

★ 코로 느끼는 사물의 정수

코와 뇌의 관계에서 냄새를 빼놓을 순 없다. 개 코만큼은  못해도 인간은 현대의 초정밀 측정기로도 찾아낼 수 없는 미세한 냄새를 감지할 수 있다. 우리는 코 덕분에 맛있는 음식과 상한 음식을 구분하고, 위험한 물건이나 동물, 낯선 이를 감지할 수 있다. 코가 냄새를 제대로 맡지 못하면 맛도, 식욕도 제대로 느낄 수 없고 생명을 지키기도 힘들어진다. 게다가 코는 냄새로 상대방의 면역 유형을 구분해 배우자를 선택하게 하는 무의식의 중매쟁이이기도 하다.

무의식적으로 작용하기 때문에 하찮게 보이지만 후각은 인간 유전자의 3%나 차지한다. 얼마되지 않는다고 생각할 수도 있지만 다른 기능들과 비교했을 때 엄청난 비중이다. 시공간의 제약이 있는 시각과 달리 냄새 물질은 막힌 곳도 돌아서 코로 들어오고 이는 뇌로 직접 전달된다.

냄새는 기억과 감정을 처리하는 변연계에 바로 영향을 미친다. 어릴 때 다양한 냄새 자극들을 제대로 경험해야 감정, 사회성과 관련한 뇌 부위가 잘 발달한다는 이야기도 이 때문이다. 반대로 정신분열증 환자들이나 사회부적응 환자들은 냄새를 잘 구분하지 못하는 특성을 보인다.

인간에게 냄새는 곤충들의 페로몬처럼 직접적인 신호로 쓰이진 않지만 마치 배경음악처럼 상대방이나 상황에 대한 감정과 인식, 의사결정을 좌우한다.

이러한 원리를 이용해 인류는 수천 년 전부터 종교적 의식에 향을 사용했다. 최근에는 향수, 화장품을 넘어서 감정과 인지를 향상시키는 향기 요법으로 적극 활용하고 있다. 또한 후각 능력은 측두엽의 기능이 떨어지거나 알츠하이머병으로 인한 뇌 손상이 있을 때 떨어지기 때문에 뇌 상태를 진단하는 지표가 된다.

★ 코 막혀, 뇌 막혀

이처럼 다양한 역할을 하는 코에 문제가 지속되면 어떻게 될까? 어떤 만성 질환이든 고통이 지속되면 고통 때문에 감정 상태가 나빠지고 주의력을 비롯한 뇌의 기능이 떨어진다. 그러나 코의 문제는 항상 산소가 부족한 상태를 만들기 때문에 더욱 심각하다.

일반적으로 혈중 산소 농도는 95% 이하로 떨어지지 않는다. 그러나 호흡의 효율이 떨어지면 산소는 떨어지고 열은 올라가니 머리가 잘 돌아가지 않는다고 느끼게 마련이다. 코를 막고 입으로만 숨을 쉬어보면 그 답답함을 바로 느낄 수 있다. 게다가 입으로 숨을 쉬다 보면 얼굴의 형태도 조금씩 변하게 된다. 코는 소리를 다양하고 개성 있게 내기 위해 발달한 의사소통 기관이기도 해서 목소리에도 영향을 미친다.

코가 막히면 수면에도 영향을 미쳐 다음날 뇌의 기능을 떨어뜨리는 것은 물론 피로감을 느끼게 한다. 특히 아이들의 성장과 뇌의 발달에 악영향을 준다. 실제로 만성 비염을 앓거나 코골이 등으로 수면무호흡 증상이 있는 아이들은 학습 성취가 떨어지거나 성장·집중력 장애 증상을 보인다고 한다. 어른들의 경우도 코가 막히면 일의 능률이 떨어지게 된다.

수면무호흡증까지 있을 경우 혈중 산소 농도는 70%까지 떨어진다. 낮 동안 심각한 졸음과 정신적인 변화를 가져와 사고 위험성까지 높인다. 이럴 땐 뇌를 탓하기 전에 코부터 치료하는 것이 우선이다.

★ 코는 습하고 따뜻한 날씨를 좋아해

뇌를 위해서 코를 건강하게 관리하는 것은 중요한 문제다. 일교차가 심하고 건조해지는 가을철에는 더욱 주의가 필요하다. 환절기는 코가 특히 싫어하는 환경이기 때문이다. 차고 건조한 기후도 코에 좋지 않지만 변화가 심하면 알레르기성 비염 등의 코 질환이 더욱 늘어난다. 반면 코가 가장 좋아하고, 이비인후과 의사가 개업을 피해야 할 환경은 따뜻하고 습한 열대우림이라고 한다.

건식 사우나 같은 환경은 코에 좋지 않다. 술과 담배는 몸의 다른 장기에도 해롭지만 코에도 나쁘니 당연히 금물이다. 물을 자주 갈지 않고 염소 세척을 심하게 하는 수영장도 피해야 한다. 일명 ‘락스’라 불리는 염소계 세척제는 코점막의 섬모세포들을 죽이기 때문이다.

건강한 코를 만들기 위해선 평소 물을 자주 마시고 가습기나 공기청정기를 트는 등 코가 좋아하는 환경을 만드는 것이 필수다. 적당한 습도와 깨끗한 공기를 유지하고 먼지나 꽃가루와 같은 것들은 최대한 피하는 것이 좋다.

마스크는 우리나라에선 인식이 썩 좋지 못하지만 건강을 중요하게 생각하는 나라에선 건강 필수품이다. 아침저녁 따뜻한 식염수로 코를 세척하는 것도 좋다. 적절한 습도와 청결을 유지하고, 코에 나쁜 물질들을 제거하기 때문이다.

요즘엔 에어컨이나 난방기, 공기 오염 등 실내외 환경 변화 때문에 계절을 가리지 않고 코의 문제가 이어진다. 그럴 땐 전문가를 찾아 원인을 파악하고 적절히 대처하는 것이 좋다. 코의 문제를 키우면 뇌의 문제가 되기 쉽다.

출처 : 브레인 vol.12

도움말 : 이상훈(코모키이비인후과 원장)

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뇌는 사랑의 표현을 원한다 
뇌와 사랑
 

애정 표현은 건강에도 좋다. 세계적인 과학저널 <네이처 뉴로사이언스>지에 의하면 인간에게는 때리거나 꼬집는 거친 접촉이 아닌, 따스한 손길 같은 부드러운 접촉에만 반응하는 신경조직이 있다고 한다. 사랑하는 사람의 손길은 곧바로 그 신경조직을 통해 뇌로 전달된다는 것. 과학자들은 이 신경조직이 인간이 부드러워지고 서로 돌볼 수 있도록 하는 역할을 한다고 추정한다.

한편, 미 펜실베니아 주립대학의 게 오프 가드비 교수는 ‘포옹은 스트레스와 싸울 수 있는 훌륭한 무기’ 라고 말한다. ‘따뜻한 포옹은 상대방에게 안정감을 주고, 포옹하는 순간 긴장수치가 떨어져 외부에 대한 감정이 긍정적으로 변화한다’는 것이다. 게다가 사랑의 표현을 주고 받는 것은 뇌내 모르핀으로 불리는 엔돌핀의 분비를 유도하여 마음을 안정시키고, 면역력을 증가시킨다.

닥터 브레인은 가정의 달을 맞아 나의 ‘처음’ 마음을 배우자에게 표현하는 일곱 가지 방법, 일명 ‘닭살부부’ 되는 법을 연구했다. 5월의 햇살처럼 따스한 사랑에 다시 빠지고 싶다면 한 번쯤 시도해 보시길. 표현을 좀 ‘오버’해도 상관없다. 사랑의 마음을 마다할 사람이 어디 있는가. 물론 여기 소개된 방법에 얽매일 필요는 없다. 중요한 것은 상대방의 마음을 느끼고 반응하는 것이니까.

아내에게 사랑을 표현하는 일곱 가지 방법

1. 퇴근 하기 전, 인터넷 유머 게시판에서 재미있는 이야기 한 두 개를 기억해가서 그녀를 웃겨 준다. 비록 좀 썰렁한 유머더라도 그녀는 분명 당신의 성의에 내심 흐뭇해 할 것이다.

2. 그녀가 말을 꺼내기 전에 기념일에 대해 먼저 언급한다.

3. 바람 부는 날, 그녀의 눈가와 입가에 흩날리는 머리칼을 빗어 넘겨준다. 이런 몸짓이 여자에게 어떤 느낌을 주는지 잘 모르겠다면 직장의 여성 동료에게 물어보라.

4. 그녀에게 소포를 보낸다. 남자들은 때때로 작은 선물이 주는 위력을 잊는다. 작은 선물은 상대로 하여금 사랑 받고 있음을 느끼게 한다. 그녀가 늘 갖고 싶어 하지만, 절대 스스로 사지 않을 것 같은 물건을 소포로 보낸다. 예기치 않은 선물을 우편으로 받는 것은 상상 이상의 기쁨을 선사한다.

5. 발 마사지를 해 준다. 샤워를 마치고 나온 그녀를 눕히고, 뜨거운 스팀 타월로 한 발씩 감싸 양손으로 지그시 누른다. 타월의 열기가 식을 때쯤 타월을 풀고 오일로 발을 정성껏 마사지 해준다. 발은 상대방이 만져주었을 때 가장 존중감을 느낄 수 있는 곳이다. 발 마사지만으로도 온몸을 이완시키고, 하루의 피로를 회복할 수 있다. 마사지 기술은 중요하지 않다. 정성껏 어루만지는 것만으로도 충분하다.

6. 휴일에는 요리사가 된다. 쉬는 날, 밥상을 차린다. 그녀를 위한 특식 조리가 가능하다면 금상첨화. 맛없는 음식에다 마구 어질러진 주방이라는 결과가 나왔다 해도, 그로 인해 그녀의 잔소리가 날아왔다 해도 걱정할 것 없다. 그녀는 앞으로 기회 있을 때마다 당신의 시도에 대해 다른 사람에게 마치 흉이라도 보듯 이야기할 것이다. 행복한 맘으로.

7. 잠들기 전, 그녀의 감은 눈 위에 입맞춤한다.

남편에게 사랑을 표현하는 일곱 가지 방법

1. 퇴근해서 돌아온 그를 맞을 땐 꼭 눈을 맞추고 ‘어서 와요’ 하고 밝은 목소리로 반긴다. 밝은 에너지를 내면 상대도 그에 따라 반응하게 마련.

2. 그가 좋아하는 것에 관심을 갖고 있음을 알게 한다. 처음 그를 만났을 때, 야구를 좋아하는 그와 함께 시간을 보내기 위해 야구를 좋아하는 척 했던 것을 기억하는가? 그도 이제는 당신이 야구를 별로 좋아하지 않는다는 것을 눈치 챘겠지만, 그래도 당신이 어떤 선수나 팀의 성적을 묻는다면 그는 신이 나서 대답할 것이다.

3. 그가 좋아하는 곡을 테이프나 CD에 녹음해 준다. 운전하면서 듣도록.

4. 그의 직장으로 소포를 보낸다. 추억이 담긴 물건이나 작은 선물을 편지와 함께 포장해 그의 직장으로 부친다.

5. 머리를 마사지 해 준다. 남편을 편안히 눕게 한 뒤, 머리와 어깨를 마사지 해준다. 마사지 방법을 모른다면 그저 손놀림을 부드럽게 하면서 얼굴과 두피, 목덜미, 어깨 부위를 천천히 눌러주면 된다. 이완된 그의 세포 속에 사랑이 촉촉이 고일 것이다.

6. 휴대폰 문자 메시지를 적절히 활용한다. 여러 마디 말보다 짧은 문장 하나에 때로는 마음이 더 깊이 움직인다. 게다가 문자 메시지는 거의 공짜 아닌가.

7. 그의 옛 사진을 같이 본다. 사진 속의 천진난만한 그의 모습, 가족, 옛 친구들… 예전에 다 봤던 사진들이라도 분명 새로울 것이다. 특히 말수 적은 남편의 말문을 트게 하는 비법! 

출처 : 뇌 5월호 
도움말 : 이필(뇌호흡 전문트레이너)

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인공두뇌 개발 가능할까? Futurist, “중요한 신경회로 개발 상당한 진척” 2009년 06월 15일(월)

▲ 인간두뇌를 컴퓨터 칩으로 모방이 가능할까? 최근 과학자들은 인간의 뇌의 작용을 컴퓨터 칩의 회로로 재구성하는 데 상당한 진전을 이루었다.  유럽 과학자들로 구성된 국제 연구팀이 인간의 두뇌와 같은 기능을 하도록 고안된 실리콘 칩을 개발했다. 5천만 개의 시냅스로 연결된 20만 개의 뉴런을 가진 이 칩은 인간 두뇌의 학습 능력을 지금까지 개발된 그 어떤 기기보다 비슷하게 모방할 수 있다. 이러한 FACETS(Fast Analog Computing with Emergent Transient States) 프로젝트를 총괄하고 있는 독일 하이델베르크 대학의 물리학자 카를하인츠 메이어(Karlheinz Meier) 교수는 이 칩은 뇌에서 볼 수 있는 것처럼 수많은 뉴런(연결 조각)으로 구성되어 있으며, 디자인을 통해 그 크기를 확장할 수 있다고 밝혔다. 이 연구는 새로운 강력한 컴퓨터 개발에도 일조하고 있다. 인간의 두뇌 구조를 컴퓨터 형태로 재창조하는 작업을 통해 대용량 병렬방식의 강력한 새로운 컴퓨터를 개발하는 방법에 대한 이해가 더 넓어지기 때문이다. 두뇌 활동을 재창조하려는 시도는 이번이 처음은 아니다. 첫 시도는 스위스 로잔느 연방공과 대학의 헨리 마크람(Henry Markram) 교수가 주도한 블루 브레인(Blue Brain) 프로젝트다. IBM 슈퍼컴퓨터에서 매우 복잡하고 현실적인 시뮬레이션을 만들기 위해 신경학자들이 기록한 방대한 양의 생물학적 자료에 관한 데이터베이스를 사용한 것이다. FACETS도 비슷한 데이터베이스를 사용했다. 다만 뉴런을 시뮬레이션 하기보다는 뉴런을 만들고 있는 연구다. 8인치 크기의 표준 실리콘 웨이퍼를 사용하여 연구진은 생물학적 두뇌처럼 전기적 활동이 작동되도록 고안된 트랜지스터 및 캐퍼시터 회로인 뉴런과 시냅스를 재창조한다는 것이다. 인간의 뉴런을 회로로 만들어 대개 뉴런 회로는 약 100여 가지 요소로 구성되어 있지만, 시냅스는 20가지 정도면 충분하다. 하지만 시냅스가 훨씬 많기 때문에 시냅스가 웨이퍼의 대부분 공간을 차지한다. 시뮬레이션과 달리 이러한 회로 접속방식의 장점은 연구원들이 실제 병렬 방식으로 두뇌와 비슷한 구조를 재창조할 수 있다는 데 있다. 실시간 시뮬레이션을 운영하려면 엄청난 연산능력이 필요하다. 게다가 실제 모델은 더 빠르게 운영되며 확장이 가능하다. 현재 샘플은 실제 인간의 두뇌보다 약 10만 배 정도 빠르다. FACETS만이 이러한 방식을 활용하는 것은 아니다. 스탠퍼드 대학 연구진이 신경 회로를 만들어왔으며 최근 미 고등방위연구계획국(Defense Advanced Research Project Agency: DARPA) 역시 비슷한 프로젝트에 자금을 지원하기 시작했다. FACETS가 다른 곳보다 앞선 분야는 복잡한 시냅스를 사용하는 것이다. 뉴런은 매우 단순하지만 시냅스는 마크람이 개발한 발화 시간 기반 가소성(Spike Timing Dependent Plasticity, STDP)이라 불리는, 새로운 상황을 학습하고 적응하게 해주는 매우 강력한 분산 알고리즘을 사용하도록 고안되었다. 이러한 복잡한 회로를 만들기 위해 신경생물학자들과의 긴밀한 협력이 필요하다고 마크람은 말한다. 사실상 현재 예산이 1천50만 유로(약 1천410만 달러)인 이 프로젝트에는 7개국 15개 과학 팀의 자발적 참여가 큰 힘이 되고 있다. 연구진의 과제 가운데는 3차원 두뇌구조를 2차원의 칩으로 재창조하는 것도 포함되어 있다. “두뇌와 칩은 엄연히 달라” ▲ FACETS는 유럽 과학자들이 인공두뇌를 만들기 위한 프로젝트다. 인간과 같은 두뇌회로를 컴퓨터 칩으로 만들려는 노력이다.  가능한 생물학적으로 인간과 유사한 칩을 만들기 위한 노력에도 불구하고, 마크람은 시뮬레이션에서 이루어질 수 있는 결과와 비교했을 때 여전히 미숙한 부분이 있다는 점을 인정한다. “칩은 결코 두뇌가 아닙니다. 두뇌의 가속화된 병렬 연산의 일부를 가진 컴퓨터 프로세스에 지나지 않습니다” 이러한 이유로, 마크람은 하드웨어 방식을 통해 두뇌 활동 방식을 더 많이 파악할 수 있을 지에 대해 의문을 갖고 있다. 예를 들어 연구진은 블루 브레인과 달리 약물이 두뇌에 미치는 영향을 시뮬레이션 하는 ‘가상’ 약물 테스트는 수행할 수 없다고 밝힌다. “생물학에 대한 이해라기보다는 인공 지능을 위한 플랫폼에 가깝다”라는 게 연구진의 이야기다. 현재 FACETS 그룹은 10억 개의 뉴런과 1천13개의 시냅스를 가진 수퍼칩을 만들기 위해 수많은 웨이퍼를 연결해서 칩을 더 확장할 계획이다. 인간의 감정이 두뇌에 있는 신경회로의 작용이라면 그 회로를 칩으로 만들 수도 있다는 주장이다. 그렇다면 인공지능도 가능할지 모른다. 인공지능의 출현이 어떤 문제를 일으킬 것인가 하는 문제는 그 다음의 이야기다.

김형근 편집위원 | hgkim54@naver.com 저작권자 2009.06.15 ⓒ ScienceTimes

미래 대비 위한 뇌 연구 중심기관 설립 첫걸음 한국뇌연구원 설립 계획(안) 공청회 16일 개최 2009년 06월 16일(화)

교육과학기술부(장관 안병만)는 16일 서울교육문화회관에서 미래 고령화 사회에 대비한 각종 뇌질환 연구와 뇌 관련 융합연구의 중심 역할을 담당할 ‘한국뇌연구원 설립 계획(안)’ 공청회를 개최한다고 15일 밝혔다. 이날 공청회에서는 한국뇌연구원 설립 및 R&D 프로그램 개발에 대해 기획연구를 주관해 온 한국과학재단에서 ‘한국뇌연구원 설립 계획(안)’과 ‘연구개발 프로그램(안)’에 대해 주제발표를 할 계획이다. 한국뇌연구원은 기관 설립에 필요한 기간을 최소화하고 조기에 연구개발에 착수하기 위해 국가 출연연구기관, 특정연구기관의 부설연구소 또는 대학 내 독립 공익법인 형태로 설립하는 것으로 제안될 예정이다. 한국뇌연구원 설립추진본부 발족 목표 한국뇌연구원은 뇌질환 치료, 뇌척수 장애 극복, 뇌 이해기반의 인지능력 향상 등 3대 분야에 대한 중점연구를 수행하며 2040년경 세계 일류 연구기관으로의 도약을 목표로 하고 있다. 또한 국내 뇌 관련 대학, 연구소, 병원 등과 연계하는 개방형 연구조직을 통해 뇌 연구 중심기관 역할을 수행하며, 해외 연구기관과의 공동 협력연구 수행 및 국제협력 프로그램에도 적극 참여할 예정이다. 이를 위해 기관장의 책임운영 등 17개 실천과제가 제시된다. 한국뇌연구원을 설립하기 위한 예산은 국가와 지방자치단체가 공동으로 부담할 계획이다. 구체적 재원분담 계획에 따라 국가는 장비구입비, 연구개발비, 운영비를 지원하며, 지방자치단체는 뇌연구원 설립에 필요한 부지 제공과 연구소 건물 신축에 필요한 건설비를 지원한다. 총사업비는 유치기관 선정 이후 기획재정부 등 관계기관과 최종 협의를 거쳐 확정한다. 교과부는 이번 공청회에서 수렴된 의견을 바탕으로 ‘한국뇌연구원 설립 계획’을 확정하고, 금년 말까지 유치기관을 선정하여 정부, 지자체, 유치기관 공동으로 ‘한국뇌연구원 설립추진본부’를 발족하는 것을 목표로 하고 있다. 한국뇌연구원 설립 계획이 일정대로 추진된다면 2012년 하반기에 건물을 준공하고 2013년 초에 개원할 수 있을 것으로 기대된다.

김청한 기자 | chkim@kofac.or.kr 저작권자 2009.06.16 ⓒ ScienceTimes

한국뇌연구원 추진에 본격 시동 걸려 한국뇌연구원 설립 전문가 의견수렴 공청회 2009년 06월 17일(수)

▲ 16일(화) 오후 2시 교육문화회관 거문고 C홀에서 한국뇌연구원 설립 공청회가 열렸다.  교과부와 한국과학재단은 16일(화) 오후 2시 교육문화회관 거문고 C홀에서 공청회를 열고 향후 각종 뇌질환과 뇌 관련 융합연구의 중심 역할을 맡을 ‘한국뇌연구원(가칭)’의 청사진을 공개했다. 이날 공청회에서 ‘한국뇌연구원 설립 계획(안)’을 발표한 한국과학재단 이응숙 나노융합단장은 “뇌연구는 21세기 인류 최후의 연구영역이다”며 “뇌과학의 파급효과는 매우 클뿐더러 향후 뇌 융합기술이 주도할 것으로 전망됨에도 불구, 우리나라의 뇌연구비는 2008년 492억 원, 2009년 610억 원으로 미국의 1/164, 일본의 1/17에 불과한 수준”이라고 밝히고 뇌과학연구원의 설립 배경을 설명했다. 또 국내 노인성 뇌질환자수가 2007년 기준으로 84만 7천명을 기록, 2002년 대비 1.7배에 이르고, 국내 성인정신질환 평생유병률이 30%에 이르는 등 노인성 뇌질환 및 정신질환의 예방·치료기술에 대한 미래 수요가 급증할 전망이라는 것. 아울러 세계적으로 인간의 인지기능 향상에 대해 관심이 고조되고 있는 가운데 뇌 이해를 기반으로 한 인지능력 향상 연구 등 2015년경 미국 내 인지능력 향상 소프트웨어 시장 규모가 20억 달러에 이르는 등 뇌관련 신시장이 빠르게 늘고 있는 점도 설립배경중의 하나라고 이 단장은 밝혔다. ▲ 한국과학재단 이응숙 나노융합단장  이 단장은 세계적인 뇌연구 트렌드에 대해 “세계적으로 국가 차원의 뇌연구 기관을 중심으로 연구경쟁이 심화되고 있다”며 “우리나라도 국가 차원의 뇌연구 거점기관 확보를 통한 추격에 박차를 가해야 한다”고 강조했다. 사례로 제시된 영국 런던의 킹스 칼리지(King's college) 뇌퇴화연구소, 독일 함부르크 신경 병리학 연구소, 프랑스 뇌척수 연구소, 일본 동경의 이화학연구소 부설 뇌과학연구소, 미국의 국립정신건강연구소 등은 모두 세계적 의학연구소들로 정신건강 관련 연구소를 부설로 두고 있다. 이 단장은 “현재 우리나라의 뇌과학을 포함한 정신건강 연구는 대학 연구소 위주로 되어 있다”며 “하지만 앞으로 한국뇌연구원이 설립되면 대학 연구소의 기초연구와 뇌연구원의 융합연구를 연계해 국가 아젠다 해결을 위한 신산업 창출로 나아갈 것”이라고 밝혔다. 설문조사 결과 95% 필요성 응답 이어 그동안의 한국뇌연구원의 추진배경에 대해 설명했다. 이 단장에 따르면 2007년 3월 국가 뇌연구소 설립 추진위가 결성된 것이 시초. 이 당시 과학기술인을 대상으로 한 설문조사 결과 95%가 “필요성이 있다”는 것으로 답변했고 2008년 한국과학재단에 한국뇌연구원 설립 추진기획단이 구성돼 향후 운영방안이 확정됐다. 그리고 올해 관계 부처와의 협의 끝에 24억 원의 예산이 확보됨으로써 본격적인 추진의 발판이 마련됐고 이날 공청회가 열리게 됐다는 것이 간략하게 추려진 한국뇌연구원의 추진경과다. 아울러 계획안에 포함된 설립 방향에 따르면 향후 한국뇌연구원은 설립에 필요한 기간을 최소화하고 조기에 연구개발에 착수키 위해 국가 출연연구기관, 특정연구기관의 부설연구소 또는 대학 내 독립 공익법인 형태가 될 전망이다. 또 뇌질환 치료, 뇌척수 장애극복, 뇌 이해기반의 인지능력 향상 등 3대 분야에 대한 중점연구를 수행하며 2040년 경 세계 일류 연구기관으로의 도약한다는 것이 향후 설립될 뇌연구원의 목표다. 국내의 뇌 관련 대학, 연구소, 병원 등과 연계하는 개방형 연구조직을 통해, 뇌 연구 중심기관 역할 수행 및 해외 연구기관과의 공동 협력 연구수행 그리고 국제협력 프로그램에도 적극 참여한다는 방침이다. ▲ 가천의대 조장희 교수, KIST 신희섭 박사 등 뇌과학 전문가들이 대거 참석했다.  2013년 개원을 목표로 추진 중 이를 위해 6대 추진 전략 및 17개 실천과제가 제시됐다. 실천과제 중 핵심 내용을 살펴보면 세계 수준의 뇌 연구 전문 인력 확보를 위해 해외 우수 연구자를 20% 이상 단계적으로 확보하고 출연(연) 및 대학의 우수연구자 교류를 위한 개방형 조직 운영, 대학원 공동 학위 및 박사후 연수(Post-doc) 프로그램 운영, 장기적으로 연구원내 영어 공용어 사용 등을 담고 있다. 또 설립 규모(안)에 따르면 향후 건립이 추진될 뇌연구원의 부지 면적은 52,000㎡, 건물면적은 19,054㎡ 이상의 필수 조건을 담고 있다. 연구 인력은 개원초기 50명에서 2020년까지 200명으로 점진적으로 확대할 것을 제시하고 있다. 또 예산은 국가와 지방자치단체가 공동으로 부담하되 정부는 2014년까지 1단계로 설계비 28억 원, 장비구입비 200억 원, R&D 및 기관운영비 410억 원 등 총 638억 원을 지원하며 지자체는 조건 없는 무상제공으로 부지를 제공하고 시설사업비, 감리비 등 건축 관련 제비용을 부담하는 내용을 포함하고 있다. 총사업비는 유치기관 선정 이후 기획재정부 등 관계기관과 최종 협의를 거쳐 확정된다. 주제발표 말미에 이 단장은 “이번 공청회에서 수렴된 의견을 통해 한국뇌연구원 설립 계획을 확정, 올해 말까지 정부, 지자체, 유치기관 공동으로 한국뇌연구원 설립추진본부를 발족할 계획”이라며 “2012년 하반기에 건물을 세우고 2013년 초에 개원할 것으로 목표로 추진 중이다”고 말했다.

조행만 기자 | chohang2@empal.com 저작권자 2009.06.17 ⓒ ScienceTimes

“꿀잠을 자야 창의력이 증가해” 英 인디펜던트, “렘 수면이 문제해결능력 도움” 2009년 06월 10일(수)

잠을 자야 두뇌 능력이 좋아진다는 사실은 이미 알려져 있다. 그런데 특히 창의적 문제 해결을 위해서는 꿈을 꿀 정도로 깊은 잠을 자야 한다는 연구 결과가 나왔다. 그 가운데서도 이른 새벽의 깊은 잠(dreamy sleep)이야말로 문제해결능력에 도움이 된다. ▲ 잠은 우리에게 휴식을 제공한다. 또한 새로운 영감의 원천과 창의력을 제공한다. 많은 과학자들이 꿈을 통해 위대한 발견의 실마리를 얻었다. 꿈을 꿀 정도의 깊은 잠이 현실적인 문제해결능력을 향상시킨다는 연구가 나왔다.  영국의 유력 일간지 인디펜던트는 최근 인터넷판 뉴스에서 “Tests find benefits of sleeping on job”이라는 제목의 기사를 통해 이같이 보도하면서 “이른 새벽의 깊은 잠은 낮 시간에 풀 수 없었던 문제를 다시 풀 수 있는 창의력을 제공한다”고 전했다. 이 신문은 과학자의 연구결과를 인용, “역사 속의 위대한 발견과 발명을 한 지식인들이 낮에 풀 수 없었던 문제들을 달콤한 꿈과 함께한 깊은 잠을 통해 풀었다는 것은 단순한 일화만이 아니다”고 지적하면서 “깊은 잠이야말로 골치 아픈 문제를 푸는 데 도움을 줄 수 있다”고 강조했다. 과학자들은 꿈을 꾸는 편안한 잠(dreaming slumber)의 한 형태라고 할 수 있는 ‘렘 수면 (REM, rapid-eye movement sleep)'이 잠재의식 속에 있는 문제를 푸는 데 결정적인 역할을 한다는 결론을 내렸다. 렘 수면이란 뇌가 어느 정도 활동적이며 눈동자가 빠르게 움직이면서 주로 꿈을 꾸는 단계다. 주로 밤에서 새벽으로 넘어가는 깊은 새벽잠을 일컫는다. “꿈을 통한 위대한 발견 사례는 사실” 미국 캘리포니아주립대 사라 메드닉(Sara Mednick) 교수팀은 잠과 창의성 사이의 관계를 확인하기 위해 80명의 사람들을 대상으로 실험을 실시했다. 얕은 잠을 잔 뒤, 깊은 잠을 잔 뒤, 오전에 깨어 있을 때, 잠을 자지 않고 잠시 휴식을 취한 뒤 등, 네 단계에서 뇌가 각기 어느 정도의 능력을 보이는지를 점검했다. 실험방법은 서로 연관성이 없는 듯 보이는 세 단어를 주면 그 연관성을 찾는 ‘연상 단어 찾기’ 게임이었다. 예컨대 쿠키, 하트, 열여섯 살이란 세 단어를 주면 ‘달콤하다’란 단어를 연상해 내는 능력을 측정하는 방법이다. 연구진은 실험 참가자들에게 연상 단어 찾기 게임을 시킨 뒤 잠을 재우거나 휴식을 취하도록 했다. 그리고 다시 게임을 해 수면 또는 휴식이 문제 푸는 능력을 얼마나 향상시키는지 측정했다. 그 결과 오직 깊은 잠을 잔 그룹만이 성적이 40%나 향상되는 놀라운 결과를 보여줬다. 다른 세 그룹은 잠을 자거나 휴식을 취한 뒤 전혀 능력이 나아지지 않았다. 렘 수면을 취한 그룹만 창의성 40% 높아져 ▲ 유기화학의 새로운 기초가 된 벤젠고리를 고안한 학자는 독일의 케큘레다. 그는 꿈 속에서 뱀들이 서로 꼬리를 물고 있는 모습에서 영감을 얻었다.  이런 결과에 대해 연구진은 “깊은 잠을 자야 뇌의 각 부분이 연결되면서 기존에 입력된 여러 정보를 토대로 전혀 새로운 해답을 내놓는 창의성이 발휘되는 것 같다”는 해석을 내렸다. 깊은 잠이 주는 이러한 ‘뇌 여러 부위의 연결 능력’은 단순히 휴식을 취하거나 얕은 잠을 자는 것으로는 주어지지 않는다는 결론이다. 충분한 깊은 잠이 문제를 해결하는 창의력을 증진시킨다는 이야기다. 연구진은 잠을 자지 않고도 단지 조용한 상태에서 완전한 휴식을 취하는 것만으로 창의성이 높아지는지를 확인하기 위해 한 그룹을 조용한 방에서 말 없이 쉬도록 했다. 그러나 창의성은 전혀 나아지지 않았다.  렘 수면은 보통 잠들고 나서 한 시간 반 정도 지나면 나타난다. 분명히 잠들었는데도 뇌파의 모양은 깨어 있을 때와 유사하다. 따라서 이러한 수면을 역설 수면(paradoxical sleep)이라고도 한다. 이때 신속한 안구운동이 관찰된다고 해서 REM 수면이라고 하는 것이다. 꿀잠을 설치지 말아야 또한 비 REM 수면(20%)에 비해 REM 수면(60~90%)에서 꿈을 잘 기억하기 때문에, REM 수면을 꿈 수면이라고도 부른다. 이 시간 동안은 심장도 빨라지고, 숨도 가쁘게 쉬고, 혈압도 오르고, 남자의 경우에는 발기 상태가 지속된다고 한다. REM 수면은 30분 정도 지속되다가 다시 완전히 잠에 취한 서파(slow wave sleep) 수면이 이어진다. 밤새 잠을 자는 동안 서파 수면과 REM 수면이 교대로 나타나는데 하룻밤에 5~7차례 REM 수면을 경험한다. 서파 수면이 REM 수면보다 먼저 온다. 꿈 수면과 비꿈 수면을 반복한다. 어른의 경우는 전체 수면의 약 20% 정도를 차지한다. 어릴 때는 대개 잠의 50%가 꿈 수면이다. 어린이가 꿈을 많이 꾸는 이유가 그렇다. 벤젠고리, 꿈속 뱀의 엉킨 모습에서 영감 얻어 사실 꿈이 새로운 영감을 제시하는 것은 사실이다. 많은 과학자들은 자신들이 연구 중인 문제에 대한 해결책을 얻기 위하여 꿈속에서의 기억을 이용한다. 벤젠고리에 대한 이야기가 대표적이다. 벤젠은 방향족 탄화수소다. 벤젠의 구조는 6각형에 탄소가 여섯, 그리고 수소도 6개를 가지고 있다. 그러나 40년 동안이나 그 구조를 알기가 어려웠다. 벤젠의 탄소 사슬이 어떻게 엉켜진 것인지 밤낮으로 고민하던 독일의 저명한 화학자 케큘레(Friedrich August Kekule)는 여섯 마리의 뱀들이 각기 서로 다른 뱀의 꼬리를 물고 원형의 띠를 이루면서 꿈틀대고 있는 꿈을 꿨다. 뱀들이 꼬리를 물고 뺑글뺑글 도는 것을 보고 고안해낸 것이 지금의 벤젠의 구조라고 전해진다. 과학 역사가들은 이것이 유기화학분야에서 발견된 가장 값진 예언이었다고 말한다. 이 발견은 근대 화학의 기초가 되는 중요한 위치를 차지한다. 의사인 로저 윌리엄스(Roger J. Williams)는 비타민 B 복합체의 하나인 판토텐산을 발견한 혁신적인 연구가다. 그는 자신이 개발한 꿈치료 해석법을 항상 실행에 옮겼다. 잠자리에 들기 바로 전에 윌리엄스는 자신의 문제에 대하여 생각하곤 했다. 그가 밤중에 깨었을 때는 잠자리에서 나와 어두운 곳에 앉아서 여러 가지 자신의 문제를 생각했다. 꿈 치료 해석방법을 내놓은 로저 윌리엄스 ▲ 로저 윌리엄스는 꿈을 통해 문제를 해결하는 꿈 치료해석법을 실질적으로 사용했다. 그는 꿈에서 많은 영감을 얻은 학자로 유명하다.  15분에서 1시간 정도 후 머리 속에서 그 문제가 깨끗이 해결된 채로 잠자리에 다시 들어갔다. 그의 잠자는, 그리고 창조적인 뇌는 마치 컴퓨터가 프로그램에 맞춰 일을 진행시키듯이 모든 자료들을 배열하고 체계화하고 분류했다. 그래서 해결책이 이미 그의 머리 속에 준비되어 있기 때문에 다음날 아침 당장 사용할 수 있었던 것이다. “'나는 미해결된 문제를 가지고 항상 잠자리에 든다. 그러나 수면을 취한 후 아침에 일어났을 때에는 내가 생각해 낼 수 있는 최선의 방법이 반드시 떠오른다”'라고 그는 설명했다. 건설적인 몽상은 잠자는 시간을 포함해서 일상 생활의 모든 분야에서 마주치는 어려움들을 다른 방향에서 다시 생각하고, 중요하다고 생각하고 있는 일들의 순서를 바꾸고, 문제를 해결하는 새로운 전략을 재정립하는 데 도움을 주는 흥미롭고 성공적인 기법이라는 것이 그의 주장이다. 꿈 수면이 방해를 받으면 그 다음날 안절부절 못하고 불안해지며 정신이 산만하고 집중력 장애 등을 일으키게 된다. 한편 이 연구 결과는 미국 국립과학아카데미 회보(PNAS) 6월호에 게재됐다.

김형근 편집위원 | hgkim54@naver.com

생각대로 움직이는 기계 뇌에서 발생하는 전기신호를 직접 읽어내 2009년 06월 25일(목)

S&T FOCUS 인간의 뇌는 무엇이든지 상상이 가능하지만 상상한 것을 현실로 실현시키기 위해서는 행동이 필요하다. 그러나 비약적인 뇌 연구에 힘입어 이제는 상상하는 것만으로 모든 것이 가능한 세상을 꿈꿀 수 있게 됐다. 2009년 3월 ATR(Advanced Telecommunications Research Institute International)과 일본의 혼다 사(社)는 사람이 머릿속으로 생각하는 것만으로 로봇의 제어가 가능한 기술을 개발했다. 뇌파를 감지할 수 있는 특수 헬멧을 쓰고 신체 각 부분의 운동 이미지를 7~9초 정도 생각하기만 하면, 머리에 착용한 기기는 뇌 활동 데이터를 실시간으로 분석해 로봇으로 전송하고, 처리 결과를 전송받은 로봇은 손과 다리를 들어 올리는 동작을 취한다. 브레인 머신 인터페이스(Brain Machine Interface, BMI), 또는 브레인 컴퓨터 인터페이스(Brain Computer Interface, BCI)라 불리는 이 기술은 뇌와 정보통신기기를 직접 연결하는 기술이다. 이것은 뇌에서 발생하는 전기신호를 직접 읽어냄으로써 신체를 매개로 하지 않고도 컴퓨터나 기계를 작동시킬 수 있는 신기술이다. ▲ BMI 기술을 사용한 장치 및 그 지시에 따라 움직이는 혼다의 2족 보행로봇 ‘아시모'. BMI 기술로 아시모의 오른손, 왼손, 다리, 혀를 조종한다. 출처 http://www.afpbb.co.kr/article/life-culture/hi-tech/2037370/865714  이 기술을 활용하면 없어진 감각이나 운동기능을 인공적으로 재생하거나 인공기관을 활용해 이러한 기능을 재구축할 수 있다. 2008년 5월에는 미국 피츠버그대 연구진이 BMI 기술을 활용해 실험용 원숭이가 뇌와 직접 연결된 로봇의 팔을 움직여 간식을 집어먹도록 하는 실험에 성공했고, 12월에는 우리나라 한림대학교 의과대학 연구진이 BMI 기술을 활용해 사람과 대화를 나눌 수 있는 애견을 현실화하는 데 성공하기도 했다. 한림의대 생리학과 신형철 교수는 닥스훈트종 강아지 ‘아라’의 뇌에 BMI 장치를 이식함으로써 사람과 대화는 물론 기계도 조작할 수 있는 강아지를 탄생시켰는데, 아라는 4개의 뇌 활성전기신호를 인식할 수 있는 미세전극 4개를 달고 있어 총 16개 명령에 반응할 수 있으며 뇌파를 통한 대화뿐만 아니라 TV를 켜고 끄는 등의 간단한 기기조작도 할 수 있다고 한다. 최근 이 연구팀은 교육과학기술부의 21세기 프론티어 연구개발사업의 하나인 ‘뇌기능 활용 및 뇌질환치료기술개발연구사업’에서 22억 원의 연구비를 지원받아 BMI 기술 상용화에 주력할 계획이다. 인간이 뇌를 더 잘 이해할 수 있게 해준다 1970년대 미국에서부터 시작된 BCI 기술은 광범위한 분야로 응용되고 있다. 현재 BCI 기술이 가장 먼저 상용화된 곳은 의료 분야로, 이 기술을 각종 신경, 정신 계통 질병 치료 및 언어 장애 치료의 보완 수단으로 활용하고 있다. 신체가 마비된 환자가 뇌로 키보드를 조작할 수 있는 뇌파 타자기는 2006년도에 이미 시제품이 출시된 상태다. 미국의 경우 BCI 기술을 의료 분야뿐만 아니라 미디어 및 엔터테인먼트와 같은 새로운 분야에도 적용하고 있는데, 2009년 3월 산호세의 뉴로스카이(Neurosky)는 뇌파활동을 모니터링해 의사소통을 할 수 있는 블루투스 방식의 게임 헤드셋을 선보이기도 했다. 현재 광범위한 분야에 응용되고 있는 이 BMI 기술개발로 10년 후에는 장애인이 생각하는 대로 움직이는 로봇, 의수, 의족 등의 상품화와 전신마비 환자들을 위한 인공장비 개발 등이 가능할 것으로 예측되고 있다. 궁극적으로 BMI 기술은 인간이 뇌를 더 잘 이해할 수 길을 열어줄 것으로 기대된다.

교육과학기술부 과학기술정보과 | 글 강혜자(한국과학기술정보연구원 연구원) 저작권자 2009.06.25 ⓒ ScienceTimes

훌륭한 과학 멘토의 8가지 조건 네이처 과학 분야 창의적 스승 상 2009년 05월 15일(금)

오늘은 행사의 달 5월의 큰 축을 이루는 스승의 날이다. 스승의 위대함은 한 사람의 인생을 좌지우지할 수 있다. 그러니 우리가 스승의 가르침과 지도에 감사드리는 것은 중요한 일이 아닐 수 없다. 오늘 전국 곳곳의 초·중·고뿐 아니라 대학에서는 스승의 은혜에 보답하기 위한 행사가 벌어지고 있을 것이다. 그런데 이날의 주인공인 스승들은 어떤 마음일까? 잘 가르쳤다고 스스로 뿌듯해 하며 기쁜 마음으로 자리에 앉아 있을까? 아마도 이런 생각보단 못 해준 아쉬움이 더 클 것이다. 그럴 만도 한 게 학생을 잘 지도하는 좋은 스승이란 건 실제로 교사로서 혹은 교수로서 승진을 하는 데 그리 큰 영향을 미치지 않는다. 특히 대학의 경우, 부교수, 정교수로 승진할 때 중요한 잣대가 되는 건 얼마나 논문을 많이 썼느냐 하는 연구 실적이다. 그러니 연구실을 운영하는 교수들은 좋은 연구를 내야 하는 심적 부담감을 갖고 있어서, 학생 하나하나를 잘 살펴주고 인도한다는 건 특별한 사명감을 갖지 않은 한 소홀해지기 마련이다. 오늘날 대학에서는 연구와 가르침 사이에 끊임없는 긴장감이 감돌고 있다. 네이처가 상 만든 이유 ▲ 네이처지 편집장인 필립 캠벨(위 오른쪽)이 2006년 네이처 과학 분야 스승 상 수상자들과 함께 한 사진. 그해는 호주, 뉴질랜드 지역이 대상이었다.  그런데 이런 상황은 우리나라만의 일은 아닌가 보다. 영국의 과학학술지 네이처가 이를 위해 나선 것을 보면 말이다. 사이언스와 함께 과학계 양대 학술지인 네이처는 대학이 좋은 스승을 위해 해주는 게 없다고 생각하고선, 좋은 스승을 위한 인센티브를 주어야 한다며 네이처 과학 분야 스승 상(Nature Awards for Mentoring in Science)이란 상을 만들었다. 이 상은 2005년에 이 상을 제정됐는데, 네이처가 지원하는 두 가지 상 중 하나이다. 이 상은 매년 자연과학계에 종사하는 2명의 스승을 선발한다. 하나는 과학자로서 경력 중반쯤 되는 사람이 대상이고 다른 하나는 평생 동안 스승으로서 업적을 평가받을 수 있는 사람에게 돌아간다. 상을 수상할 경우 각각 상금으로 1만 파운드, 그러니까 우리 돈으로 약 2천만 원 정도를 받는다. 또한 이 상은 매년 특정 나라나 지역을 대상으로 수상자를 선정한다. 예를 들어 첫 해인 2005년에는 네이처지의 고향인 영국이 해당됐다. 그리고 2006년에는 영국, 호주와 뉴질랜드, 남태평양 섬이 포함되어 있는 오스트랄라시아 지역이었고, 2007년에는 남아프리카, 2008년은 독일이었다. 한편 올해는 아직 네이처가 어느 나라 혹은 어느 지역에서 수상자를 뽑을지가 발표되지 않았다. 참고로 수상자를 선정하기 위해서 네이처는 해마다 먼저 후보자 추천을 받는다. 후보자 등록은 상을 수상하고자 하는 본인 또는 동료들의 추천을 통해 이루어진다. 이때 후보자는 자신이 지도하고 있거나 가르쳤던 제자들 가운데 최소 5명이 얼마나 좋은 스승이었는지를 평가한 추천장을 별도로 첨부해야 한다. 스승과 감독자 간의 차이 그렇다면 어떻게 해야 이 상을 수상할 수 있을까? 사실 네이처는 이 상을 제정하면서 딱히 좋은 스승이란 게 뭐냐는 정의가 없이 시작했다고 한다. 그러다가 2007년쯤 이 상을 진행하면서 과학계에서 좋은 스승이란 뭔지에 대해 네이처는 '멘토를 위한 네이처 가이드' 란 글로 정리한 적이 있다. 이 글 중 스승의 위대함에 대해 이런 말이 있다. “경력 초반에 좋은 스승을 만난다는 건 어떤 분야이건 간에 성공이냐 실패이냐를 판가름한다.” 이 글에 따르면 위대한 스승과 감독자(supervisor) 간에는 차이가 있다. 그것은 자신이 지도하는 제자들의 경력을 세우는 데 얼마나 특별한 관심을 보이느냐는 것이다. 평생을 스승으로서 역할을 다하는 대부분의 멘토들은 박사를 따서 자신을 떠난다고 해도 그들과의 인연을 끝내지 않는다. 그들과 계속 연락을 취하면서 그들에게 필요할 것 같은 정보를 제공하며 계속 도움을 준다고 한다. 훌륭한 스승에겐 제자들이 마치 가족 같은 존재들인 것이다. 네이처는 이 글이 미래의 스승이자 이제 막 멘토로서 출발하는 젊은 과학자들에게 도움이 되길 기대했다. 같은 바람에서 여기에서도 이 글의 내용 가운데 멘토를 위한 팁 부분을 요약해 보았다. 좋은 멘토가 되기 위한 팁 네이처는 후보자의 제자들로부터 받은 추천서와 후보 자신이 쓴 글을 바탕으로 훌륭한 멘토가 될 수 있는 팁 8가지를 제시했다. 1. 열린 문 “우선, 그의 방은 항상 열려 있다. 심지어 은퇴한 지금조차도 그는 나중에 오라는 말을 하지 않는다.” 후보자의 제자들이 얘기하는 자신의 스승이 갖고 있는 좋은 점 그 첫 번째가 바로 이것. 쌓여 있는 업무와 막중한 책임에도 불구하고 멘토들은 항상 자신의 자리에 있고 그 문은 항상 열려 있다는 것이다. 멘토들은 긴급한 요구에 대해서 언제나 즉시 답변을 해준다. 제자들은 자신의 문제에 대한 이메일에 20분도 안되어 답을 주는 데 놀라워한다. 그들은 항상 제자들의 문제를 들으려고 한다. 자신의 방을 개방하는 것 외에도 좋은 스승들은 학생과의 정기적인 모임을 중요시한다. 심지어 어느 교수는 자신의 연구실 멤버들 각각을 하루 중 30분씩 배당해 놓기까지 했다. 2. 격려와 긍정적 태도 “당신이 풀이 죽어 고개 숙이고 교수님 방으로 들어간다면 방을 나올 때는 우주의 미스터리를 당신이 풀 것이라고 믿으며 나올 것이다.” 문제가 잘 풀리지 않아 실패와 비참한 속에서 기가 꺾여 교수의 방을 들어갔는데 나올 때는 영감을 얻고 잘 풀릴 거라고 난관한다. 이런 현상은 위대한 스승과의 교감에서 나타나는 특별한 면이다. 이를 통해 학생들은 과학이란 게 어떤 학문분야인지, 큰 그림은 어떤지, 예상치 못한 결과가 때로는 매우 놀라운 일을 가져올 수 있음을 알게 된다. ▲ 어떤 스승을 만나느냐는 한 사람의 인생이 성공일지 실패일지를 좌우할 수도 있다. 스승의 날을 맞아 과학 분야에서 훌륭한 스승이란 건 어떤 것인지를 생각해보는 것도 의미가 있다.  3. 지도와 자율의 조화 “내 스승은 프로젝트의 방향을 제시하면서도 학생들이 자신만의 탐구를 할 수 있는 자유를 준다.” 간단한 말이지만 사실 이건 무척 어려운 일이다. 실제로 네이처가 받은 학생들의 평가에서도 이런 점이 드러났다. 누군가는 학생들에게 너무 세세하게 지시한다고 불평하는가 하면 반면에 학생들을 너무 풀어놔 자신들이 실수를 함으로써 배우게 한다는 비판도 있었다. 지도와 자율 사이에 조화를 이루려면 젊은 연구자들에게 자신의 아이디어를 확장할 자유를 주면서도 길을 벗어나지 않도록 지도해야 한다. 문제는 이 기술을 어떻게 발전시킬 수 있는지 명확한 방법이 없다는 거다. 4. 질문과 경청의 기술 “질문을 하면 항상 또다른 질문이 나온다. 멘토는 자신의 의도를 결코 강요하지 않는다. 다만 학생의 의문에 대해 질문으로 답을 함으로써 문제를 해결하는 데 도움을 준다.” 젊은 연구자가 좋은 스승이 되기 위한 전략 중 하나는 학생들의 질문을 질문으로 답하는 걸 연습하는 거다. 이를 통해 학생들은 답을 얻을 수 있을 뿐더러 자신이 무엇을 연구하고 있는지에 대한 이해를 높일 수 있다. 사실 학생이 묻는 질문에 답을 제시하는 게 훨씬 쉽다. 5. 폭넓게 읽고 폭넓게 수용 “종종 나의 스승은 내 책상 위에 가장 최신의 각광받는 논문을 놓아둔다. 이 분야에 대한 스승 자신의 흥분을 전달하고 나의 관심을 불태우는 메모와 함께 말이다.” 위대한 스승의 대부분이 갖는 특징은 자신의 영역 이외의 분야에 대해서도 폭넓게 공부하고 이를 학생들에게 제시한다는 것이다. 이를 통해 이들의 학생은 공유하는 것을 배울 수 있다. 물론 이 일은 시간이 상당히 소비되는 일이다. 하지만 가치 있는 일이다. 6. 초기 프로젝트 “모든 학생들이 최소한 타당한 결과를 얻을 만한 프로젝트를 할 수 있도록 해준다. 결과가 불분명한 연구와 결과가 보장되는 연구 사이에 조화를 이루도록 해준다.” 학생들은 자신이 맡은 처음 프로젝트에서 어떤 결정을 내리는 경험을 하지 못한다. 지도자는 지식을 가지고 있지만 학생은 별 지식을 갖고 있지 않기 때문이다. 하지만 학생이 점점 공부를 해 박사를 마칠 즈음에는 그 자신도 지식을 가지고 있으며 곧 누군가를 지도할 수 있게 된다. 많은 학생들은 성공을 위해서는 처음 어떤 프로젝트가 자신에게 주어지는지가 중요하다고 했다. 7. 과학 이외의 삶 “선생님은 항상 장미의 향을 음미하는 일을 잊지 말라고 격려한다. 그는 박사과정 첫 해에 내게 과학 이외의 다른 활동에도 시간을 투자해야 한다는 말을 해주었다. 나는 이 말을 평생 동안 가슴에 새기려고 한다.” 이 점은 후보자의 학생들에게서 널리 보고되는 건 아니다. 그러나 이런 충고를 받는 사람에겐 분명 긍정적인 영향을 미친다. 8. 축하 “누군가가 처음으로 놀라운 아이디어나 실험을 스스로 생각해낸다. 이럴 때 연구실에서는 공개적으로 인정을 받을 수 있는 순간이다. 젊은 과학자에게 이정표와 같기 때문이다.” 큰 일이건 작은 일이건 잘 해냈을 때 이 점을 축하해주고 보상해주는 걸 종종 간과하는 경우가 있다. 그러나 이를 높이 평가해줌으로써 자신이 속한 집단에 기여할 수 있다는 걸 명심해야 한다. 축하와 격려는 강한 동기가 되기 때문이다. 이 외에도 네이처의 이 글에는 위대한 멘토들의 개인적인 특징, 커뮤니티 형성, 과학적 기술 개발 등에 대해서도 다루고 있다. 또한 자신이 얼마나 훌륭한 멘토인지를 확인해볼 수 있는 표도 제시되어 있다. 더 자세한 내용을 알고 싶다면 네이처지 2007년 6월 14일자를 살펴보면 된다(Nature 447, 791-797).

박미용 기자 | pmiyong@gmail.com 저작권자 2009.05.15 ⓒ ScienceTimes