우리 뇌를 컴퓨터에 업로드할 수 있을까?(질문하는 과학 5)

두개골 속에 꽁꽁 감춰진 뇌의 비밀을 밝혀 미래를 바꾼다고?

- 뇌의 10퍼센트밖에 못 쓰고 산다고?

- 뇌 세포가 죽을 때까지 생긴다고?

- 얼굴에만 반응하는 뇌 영역이 따로 있다고?

- 내 뇌의 주인은 정말 나일까?

- 생각만으로 로봇을 움직일 수 있다고?
『우리 뇌를 컴퓨터에 업로드할 수 있을까?』는 우리 몸속 모든 기관의 활동을 조절하는 신체의 중요 기관인 ‘뇌’의 기본 구조와 기능에서부터 신체 기관의 역할을 돕거나 대신 하는 생체공학, 줄기세포를 이용해 만든 인공 뇌인 뇌 오가노이드와 전자두뇌 같은 뇌공학에 관한 최신 정보까지 뇌에 관한 다양하면서도 흥미로운 정보로 가득하다.

인간의 뇌와 기계를 연결하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 분야에서 세계적으로 주목을 받는 뇌공학자 한양대학교 임창환 교수가 40개의 흥미로운 질문과 답으로 머릿속에 꽁꽁 숨겨져 있는 뇌의 비밀을 하나하나 풀어준다. 이를 통해 왜 뇌과학을 배워야 하는지, 그리고 이를 통해 앞으로의 세계가 어떻게 변화할지 떠올려 볼 수 있을 것이다.

▶ 뇌의 비밀을 밝혀 미래의 모습을 바꾼다!

인간 뇌의 비밀을 밝히기 위한 세계적 경쟁이 2000년대 이후 본격화되었다. 유럽 연합은 대규모 뇌 연구 프로젝트인 ‘인간 뇌 프로젝트’를 시작해 뇌의 네트워크와 인공 신경망 등의 연구를 본격화했고, 미국은 2013년부터 ‘브레인 이니셔티브’라는 뇌 지도 프로젝트를 시작했다. 이뿐만 아니라 테슬라의 일론 머스크는 뇌공학 회사 ‘뉴럴링크’를 설립했고, 페이스북의 마크 저커버그는 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술 연구에 투자를 선언했다. 이들은 왜 뇌에 관해 이토록 큰 관심을 보이는 걸까?

지금까지 ‘뇌과학’이 엄청나게 발전해 왔지만 사실 ‘뇌’의 작동 원리에 대해 알려진 것은 그리 많지 않다. 또한 뇌와 관련한 질환, 예를 들어 퇴행성 질환인 치매조차 왜 생기는지 의견이 분분하다. 그렇기 때문에 뇌에 관한 집중적인 연구를 통해 뇌와 관련한 병의 치료법을 알아내고 뇌의 기능을 공학 분야와 결합시켜 각종 신경 손실로 생긴 신체 마비를 보완할 수 있는 로봇을 개발하고 있다. 그리고 한발 더 나아가 미래에는 꿈을 저장하고, 인공 시각으로 뛰어난 시력을 얻고, 뇌를 통째로 컴퓨터에 업로드한다고 한다. 우리는 이 책을 읽으며 뇌과학과 관련한 최신의 정보를 얻는 동시에 닥쳐올 미래를 준비해 나갈 수 있을 것이다.



▶ 일상의 뇌 상식부터 첨단 뇌공학까지 ‘뇌’에 관한 모든 것

이 책은 우리가 일상 속에서 흔히 느끼는 뇌에 관한 궁금증부터 SF영화 속에 담긴 뇌과학과 관련한 정보를 이해하기 쉽게 풀어 뇌과학에 대해 흥미를 가질 수 있도록 했다. 초콜릿을 먹으면 기분이 좋아지는 이유는 초콜릿 속에 이성에게 사랑의 감정을 느낄 때 뇌에서 분비되는 신경 전달 물질인 ‘페닐에틸아민’이 들어 있어서라고 알려 준다.

또 뇌과학에 대해 흥미를 느낄 수 있도록 널리 알려진 영화 속 장면들을 통해 이야기를 풀어 나간다. 예를 들어 영화 〈아바타〉 속 장면 가운데 주인공의 아바타 접속 장면을 보며 뇌의 활동을 관찰하는 다양한 방법을 소개한다. 지금의 기술로는 뇌를 관찰하는 방법이 ‘양전자 방출 단층 촬영(PET)’나 산화 헤모글로빈 수치를 이용한 ‘기능적 자기 공명 영상(fMRI)’, 그리고 뇌파를 이용하는 것 등 세 가지가 있지만, 아직까지는 영화에서처럼 빠르게 뇌의 활동을 관찰할 수 없다는 것을 들려준다. 또 만화 영화 〈공각기동대〉 속 전자두뇌 즉 전뇌를 설명하면서 뇌와 컴퓨터의 정보 처리 방식이 0과 1이기 때문에 연결이 가능하다는 등 뇌에 관한 정보를 알기 쉽게 설명하여 신기한 뇌과학의 세계로 독자들을 이끈다.



▶ 한창 연구가 진행 중인 뇌 오가노이드나 뇌-컴퓨터 인터페이스 등 최신 뇌과학까지 섭렵

이 책은 뇌의 모양은 어떻게 생겼는지, 그리고 우리 몸에서 어떤 역할을 하는지에 관한 기본 정보를 그림을 이용해 한눈에 이해할 수 있도록 구성했다. 그뿐만 아니라 영국의 생명공학자인 매들린 랭커스터 박사가 유도 만능 줄기세포를 이용해 뇌 오가노이드(유사 장기)를 만든 실험, 미국의 뇌공학자 미겔 니코렐리스 교수가 원숭이 뇌에 전극을 심어 생각만으로 로봇 팔을 자기 팔처럼 이용하게 만든 뇌-컴퓨터 인터페이스 실험 등 지금 각 나라의 연구실에서 이루어지는 뇌와 관련한 최신 연구들이 소개되어 있어서 뇌과학자를 꿈꾸는 미래의 과학도뿐만 아니라 최신 과학 정보에 관심 있는 독자의 흥미를 끌어낸다.