Connectome: How the Brain’s Wiring Makes Us Who We Are
의학생명 생기부 – 뇌과학관련 독서소개
(커넥톰) 뇌의 지도
의학생명을 준비하는 수험생에게 최근의 서적이 아닌 지난 서적을 소개합니다.
김영사에서 번역해서 출간하였으며, 현재도 아마존 베스트셀러에 올라와있는 책입니다.
MIT의 교수. 커넥톰(Connectom) 분야의 세계적 권위자이자 뇌과학 분야를 선도하고 있는 한국계 과학자이다. 하버드대에서 이론물리학 박사학위를 받고 벨연구소 연구원을 지냈으며, 세계 최고의 의학연구기관으로 손꼽히는 하워드휴즈 의학연구소(Howard Hughes Medical Institute)의 연구원으로 활동하고 있다. 지난 1999년 인간의 뇌 신경 작용에서 영감을 얻어 인간의 지적 활동을 그대로 모방한 컴퓨터 프로그램을 세계 최초로 개발하여 학계의 주목을 받으며, 인간의 뇌 신경계와 비슷하게 작동하는 전자회로를 개발하여 <네이처>에 발표하기도 했다. 2010년 ‘나는 나의 커넥톰이다’라는 주제로 진행된 그의 TED 강연은 다시 한 번 세계의 이목을 집중시키며, ‘커넥톰’이라는 개념이 대중화되는 계기가 되었다. 최근에는 일반인들이 참여해 신경세포의 지도를 그리는 온라인 게임 ‘아이와이어(EyeWire)’를 개발, 커넥톰의 데이터 분석을 앞당길 수 있는 획기적인 시도라는 평가를 받으며 <사이언스>가 주최하는 ‘국제 과학기술 시각화 경연대회’에서 1위를 차지했으며, 130여 개국에서 10만 명이 넘는 사람들이 이 게임에 참여하기도 했다. 그의 첫 번째 저서인 이 책은 <가디언>, <파이낸셜타임스> 등 전 세계 유력 언론들의 집중 조명을 받으며, 첨단 뇌과학의 현주소와 미래 전망을 보여주는 최고의 과학서라는 평가를 받고 있다.
1장 소개
“커넥텀: 뇌의 배선이 우리를 우리로 만드는 방법”의 첫 장에서 Sebastian Seung은 커넥톰의 개념과 그것이 우리의 정체성에 미치는 심오한 영향을 소개합니다. 커넥톰은 우리의 생각, 감정 및 행동에 영향을 미치는 뇌의 완전한 배선도를 나타냅니다. 승은 개인으로서 우리가 누구인지를 형성하는 것의 중요성을 강조함으로써 뇌의 배선을 탐구할 수 있는 무대를 마련합니다.
2장: 뉴런 교리
2장에서는 신경과학의 역사와 뉴런 학설의 발전을 탐구한다. 저자는 뉴런을 뇌의 기본 단위로 확인한 초기 신경과학자들의 발견으로 우리를 안내합니다. 산티아고 라몬 이 카할(Santiago Ramón y Cajal)과 카밀로 골지(Camillo Golgi)와 같은 인물은 뉴런의 복잡한 구조와 기능을 밝히는 데 중추적인 역할을 했습니다. 그들의 기여는 커넥톰을 이해하고 우리의 신경 구조를 정의하는 데 있어 그 중요성을 이해하기 위한 토대를 마련했습니다.
3장: 커넥톰 매핑
세 번째 장은 커넥톰을 매핑하는 데 사용되는 기법과 기술을 탐구합니다. 저자 과학자들이 뇌 내의 복잡한 신경 경로를 추적하기 위해 다양한 방법을 사용하는 방법을 설명합니다. 전자현미경은 신경 연결의 고해상도 이미징을 가능하게 하며 유전자 라벨링 기술은 특정 세포 유형을 식별하는 데 도움이 됩니다. 분석할 방대한 양의 데이터와 같은 커넥톰 매핑과 관련된 엄청난 도전과 한계에도 불구하고 최근 몇 년 동안 상당한 진전이 이루어졌습니다.
4장: 배선도
이 장에서 승은 뇌의 배선도의 조직 원리와 패턴에 대해 탐구합니다. 그는 시냅스, 축삭 및 수상돌기와 같은 신경 통신의 중요한 구성 요소를 탐구합니다. 이러한 복잡한 구조는 뇌 내 정보 흐름의 기초를 형성합니다. 저자는 커넥톰이 유전적 지시와 환경적 영향에 의해 어떻게 형성되어 각 개인에게서 관찰되는 고유한 배선 패턴을 초래하는지 설명합니다.
5장: 뇌 가소성
5장은 연결을 재구성하고 새로운 경험에 적응하는 뇌의 놀라운 능력인 뇌 가소성에 초점을 맞춥니다. 승은 어떻게 가소성이 학습, 기억 형성, 뇌 손상 회복에 중요한 역할을 하는지 탐구합니다. 그는 시냅스 강화 및 가지치기와 같은 가소성의 기본 메커니즘을 조사하고 유전적 요인과 환경 자극이 어떻게 상호 작용하여 우리 삶 전반에 걸쳐 커넥톰을 형성하는지에 대해 논의합니다.
6장: 연결체학 및 행동
여섯 번째 장에서는 커넥톰과 인간 행동 사이의 관계를 탐구합니다. 승은 코넥톰의 특정 패턴과 인지 능력, 성격 특성, 정신 장애 사이의 연관성을 확립하는 사례 연구와 연구 결과를 제시합니다. 커넥톰의 변이를 조사함으로써 과학자들은 행동의 개인차에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 저자는 맞춤형 의학을 발전시키고 정신 건강 상태의 신경 기반을 이해하는 데 있어 커넥토믹스의 잠재력을 강조합니다.
7장: 윤리적 영향
7장은 커넥톰 연구와 관련된 윤리적 함의를 다룬다. 승은 개인 정보 보호, 동의 및 그러한 지식의 사회적 영향에 대한 우려를 포함하여 커넥톰 연구의 잠재적인 위험과 이점을 인정합니다. 그는 이 신흥 분야의 약속과 윤리적 도전을 모두 고려하는 균형 잡힌 접근 방식을 유지하는 것의 중요성을 강조합니다.
8장: 커넥토믹스의 미래
마지막 장에서 승은 커넥토믹스의 미래와 뇌와 우리 자신에 대한 이해를 혁신할 수 있는 잠재력에 대해 반성합니다. 그는 커넥톰의 복잡성을 해결하는 데 도움이 될 데이터 분석의 새로운 기술과 발전에 대해 논의합니다. 저자는 인간 정체성의 신비를 풀기 위해 다양한 학문 분야의 연구자들 간의 협력과 커넥톰에 대한 지속적인 탐구의 필요성을 강조합니다.
작가의 이야기
Sebastian Seung의 책은 커넥톰으로 대표되는 뇌의 배선이 우리의 정체성을 형성하는 데 중요한 역할을 한다는 메시지를 전달하고자 합니다. 각 장은 역사적 맥락에서 최신 과학적 발전에 이르기까지 커넥톰의 다양한 측면을 탐구합니다. 뉴런 구조, 커넥톰 매핑 기술, 뇌 가소성, 행동에 대한 커넥톰의 영향과 같은 주제를 탐구함으로써 저자는 커넥톰이 개인으로서 우리에게 미치는 심오한 영향을 강조합니다. 승은 또한 독자들이 커넥톰 연구의 윤리적 함의를 고려하고 커넥톰에 대한 더 깊은 이해가 맞춤형 의학 및 신경과학의 발전으로 이어질 수 있는 미래를 상상하도록 독려합니다. 전반적으로 이 책은 독자들이 뇌 배선의 복잡성을 인식하고 커넥토믹스 분야에서 미래의 나아갈 길을 알려주는 책입니다.
