제겐 너무 어려운 주제입니다. 아주 어렸을때 소년중앙, 기타 어린이 잡지에서 들은기억은 두개골이 없다면 인간은 염력을 사용해서 물체를 이동시키고 다른 뇌와 언어없이 의사 소통도 가능하다는 그때 나이로 무시무시하게 재밌는 얘기는 들었었는데.

gonfly님 뿐 아니라 두뇌를 연구하는 과학자들에게도 어려운 질문같네요.
아직 두뇌 활동이나 기억, 연산 등등에 대한 분야는 개념조차도 제대로 정립되지 않은 초기단계라는 이야기를 들었습니다.
그리고, 글의 제목과 내용이 하는 질문이 상이한 것 같네요? 언어쪽이 더 궁금하신가요 두뇌쪽이 더 궁금하신가요?

일단 뇌부분부터.. 크게, 그리고 정말 단순화 시켜서 보자면 뇌의 각 부분은 일정한 역활을 담당하고 있습니다. 대뇌는 일반적인 사고, 소뇌는 운동과 관련된 움직임, 해마체는 단기기억, 등등으로 나뉘기는 하지요.

그러나 그렇게 단순하지만도 않은게, 예를 들어 소뇌를 다치면 코에 손을 가져 간다던지, 물체를 집는다던지 하는 운동이 어려워 집니다. 그래서 소뇌가 운동을 담당하는 영역으로 알려져 있지요. 하지만 최근에 밝혀진 사실에 따르면 우리가 동사들, 즉 운동에 관련된 단어를 말하거나 생각할때 소뇌가 활성화 된다고 밝혀졌습니다. 그 외에도 서로 다른 뇌 영역이 같은 기능을 담당하는것도 많이 있습니다. 뇌가 구분하는 방식은 사람이 일반적으로 생각할때 구분 하는 방식과 좀 다르다고 봐야겠지요.

언어가 인간의 전유물 이라는 전제를 두고 질문하신 것 같은데, 제 생각에는 동물도 나름대로의 언어 체계를 가지고 있습니다. 더 나아가 나름대로 종교도 있을 수도 있다고 봅니다.

이래서 .. 다덜 다큐를 보셔야 하는 겁니다.. bbc에서 방송한 두뇌 이야기란게 있습니다. 대략 소갯말에 ‘뇌연구를 30년한 저에게도..’ 란 이야기가 시작되는게 있습니다.

그리고 최근에 밝혀 졌다고 이야기 하는데, 제작연도가 최근은 아닌걸로 압니다. 2000년도 제작이네요

tracer님께서 일전에 귀뜸 해주신 내용은 다른 대학에서 언급한걸로 알고 있습니다.(canada쪽) 종교 논제로 갈일이지만, 뇌의 특정 영역 펄스를 주게 될경우, 환상을 보고, 그 환상이 바로 옆에 있는것처럼 느껴지게 만들수 있다는 것입니다.

즉 이러한 환영이 보이는건, 눈과 뇌에서 영상 처리 하는 부분의 문제로 환상과 환영을 본다는 결론입니다. 그 환영이 바로 옆에 있는것처럼 느껴진다(특정 예시로 터널을 지나가는 경험등)는 것이지요.

그리고 전에 그 프로이트이야기를 하시던 인도 과학자께서도 하신 이야기가, 아티스트들이 다양한 예술적인 작품이 나오는건, 일반들이 서로 교차 하지 않는 영역이 서로 정보를 교환(이건 ‘올바른 루틴’ 이 아닌걸로 봅니다)함으로써 예술적인 작품이 나온다라는것으로 이해 하고 있습니다.언급된 3가지중 하나가 ‘메타포’ 인걸로 알고 있습니다.

그 다큐에서는 , 예술가들의 독특한 세계관은 ‘뇌의 간질’에서 비롯ㄷㅚㅆ을수도 있다 입니다. 예시로 반고흐를 들었는데요, 심각한 환상과 환청(이사람은 자신이 성령이라고까지 했다고 합니다)에 시달렸으며, 그의 독특한 세계관은 세상을 보는 ‘눈’때문이 아니라, 뇌에서 정보 처리를 일반인과 다르게 시키기때문이다 입니다.

특정 사람이, 사고를 당한후, 얼굴을 못알아 봅니다. 다른건 다 멀쩡한데, 얼굴을 못알아 봅니다. 그 이유는, 항상 봐도 ‘얼굴’이란것 자체가 새롭고, 사람의 얼굴을 보면서 ‘특징’을 못찾아 내는것이기에 못알아 본다는 이야기이지요. 즉 뇌는 사람을 볼 경우 얼굴을 외우기 위해 계속 특징을 찝어 내는데, 이 사람은 이러한 기능이 사고로 잃어 버렸다라는 것입니다.

뇌 란것 자체가 서로 연결된 유기체고,저희들이 인식하지 못하는것들을 뇌는 서로 function 별로 분담 시켜서 처리를 시키는걸로 압니다. 위의 인도인 과학자께서 이야기 한 메타포 역시 그 중 하나의 영역으로 설명한걸로 이해하고 있습니다.

기억의 메커니즘에 관한 규명은 확실히 모르겠지만, 트레이서님이 흥미로워 하실꺼 같은 기사 하나 드리겠습니다. 최근 scientific american 7월호에 실린 내용중, 쥐를 특정 상황(드랍,지진)에 노출 시킨후, 쥐의 기억를 디지털로 전환하는것에 관한 research에 관한게 있습니다. 이것도 보시면, 나중에 환영을 보는것도 ‘기억에’기반 된 것이다라고 이야기 할수 있는 근거가 되지 않을까 합니다.

뇌 이야기로 많이 빠지는데요, 결정적인 질문은 뇌의 용량이 크기 때문에 인간들은 언어를 갖을수 있나 입니다. 즉 말을 speaking할때 뇌에 있는걸 기반으로 해서 이야기가 튀나오는건지, 아니면 몸으로 습득되는 언어인지 구분이 애매 모호해서 질문을 드리옵니다.

크기와는 상관이 없다고 합니다. 다 큰 sperm whale의 brain weight는 7kg에 육박하는데, 인간이 가진 복잡한 언어를 가지고 있지는 않습니다.

오랑우탄을 20년 간 연구해온 미국의 primatologist의 말을 빌리면 99% 이상 인간의 DNA와 닮은 유인원들이 인간이 가진 언어의 복잡성을 얻지 못 한 이유는 아주 미세한 특정 gene sequence의 차이로 보여진다는군요. 아주 작은 차이지만 그 genetic difference가 인간으로 하여금 같은 종족 간에 의사소통을 하는 데에 있어서 가공할 advantage를 주었고, 지금의 우리들의 모습을 가질 수 있게 된 것이라는 게 현재 리서치 결과랍니다.

So the bottom line is, when it comes to brains, size DOESN’T matter.

질문의 내용이 이상해 보이는데요..? 몸으로 언어를 습득한다는게 무슨 뜻인지 잘 모르겠군요. 우리 신체에서 기억과 정보를 담당하는것은 뇌이니 당연히 뇌로 습득하겠지요. 아니면 질문이 언어가 innate 되는것이냐는 질문 입니까? 현재까지 가장 널리 받아 들여지는것은 Noam chomsky의 universal language라고 해서 인간의 언어 능력은, 혹은 문법적 능력은 어느 정도 타고났다고 생각하지요.

타고난혀님은 기억을 말하실때 컴퓨터 메모리에 저장 되듯이 어떤 내용을 저장했다가 같은 상황이 오면 그것을 다시 불러 온다고 생각하시는것 같으신대.. 그런식으로 저장 되는 short term memory는 고작 숫자 7개 정도의 용량밖에 안됩니다. 나머지는 sensory input에서 들어 온것에서 중요한 부분만을 거른다음에 압축시켜서 저장을 하지요.

간질과 예술가들이 보는것의 연관 관계는 제가 알기로는, 간질 자체가 그렇게 보게 해준다가 아니고 간질이 일어남으로서 서로 cross over하지 않는 부분들에 연결이 생겨서 일반 사람들과 다르게 보는것으로 알고 있는데요. 예를 들자면 사람들 중에 숫자를 보면 색깔이 보이는 사람들을 가리켜서 하는 말이 겠지요.

타고난혀님은 보니 CS쪽을 공부하시는듯 한대, 그러면 artifical neural network에 대해서 한번 찾아보시면 뇌의 계산과 기억이 어떤 식으로 일어 나는지 좀 도움이 될것 같습니다. 물론 실제 생물의 뇌와는 큰 차이가 있지만 적어도 뉴론들의 firing이 어떻게 기억이나 계산으로 바뀔수 있는지에 대한 개념을 잡는데 도움이 됡것입니다.

여기도 뇌에 관심 있으신분이 계신군요.

>>오랑우탄을 20년 간 연구해온 미국의 primatologist의 말을 빌리면 99% 이상 인간의 DNA와 닮은 유인원들이 인간이 가진 언어의 복잡성을 얻지 못 한 이유는 아주 미세한 특정 gene sequence의 차이로 보여진다는군요.

그렇다면, 다른 짐승들은 담을수 있는 물리적인 요건은 갖추었지만, 처리 하거나 가공하는 측면의 ‘다른점’이 인간이 언어란걸 갖고 운용하게 되었다라는 건가요?

크기가 문제가 안되면, 그 안의 세포 숫자가 문제가 되는것인가요?

>>은 Noam chomsky의 universal language라고 해서 인간의 언어 능력은, 혹은 문법적 능력은 어느 정도 타고났다고 생각하지요.

저는 이부분을 납득을 못하겠더군요..이건 나중에 다시 -_- 끄집어 올리겠습니다.

>>간질과 예술가들이 보는것의 연관 관계는 제가 알기로는, 간질 자체가 그렇게 보게 해준다가 아니고 간질이 일어남으로서 서로 cross over하지 않는 부분들에 연결이 생겨서 일반 사람들과 다르게 보는것으로 알고 있는데요. 예를 들자면 사람들 중에 숫자를 보면 색깔이 보이는 사람들을 가리켜서 하는 말이 겠지요.

서로 다른 부분이 본의 아니게 정보를 교환하게 됨으로써 예술적인 작품들이 튀나오는것으로 저도 이해 하고 있습니다.

여기서 제가 궁금했던것, ‘서로 다른 부분이 겹쳐서 정보가 교환이 된다면, cross되는 부분이 무엇을 담당했을까?’

위의 인도인 교수가 말한것은 ‘메타포’ 예시를 들었는데요, 이부분이 발생될수 있었던것은 ‘인간의 뇌’가 언어를 담을수 있는 ‘적합한’것이고, 그 뇌안에 ‘메타포’에 해당하는 부분을 처리 하는 부분이 있다 라고 생각 하고 있습니다. 구지 메타포가 아니더라도, 뇌가 ‘음악’을 좋아 하는 이유는, 음악을 즐길수 있는 ‘부분’이 뇌속에 자리 잡고 있기때문으로 이해하고 있습니다.

그래서 사고를 당한후, 음악을 ‘못’즐길는 사람, 즉 음을 듣는데 이상은 없지만, 그음을 합쳐서 ‘하모니’로 만든후 즐기는게 더이상 뇌 손상으로 ‘불가능’하게 된다고 이해 하고 있습니다.

>>타고난혀님은 기억을 말하실때 컴퓨터 메모리에 저장 되듯이 어떤 내용을 저장했다가 같은 상황이 오면 그것을 다시 불러 온다고 생각하시는것 같으신대.. 그런식으로 저장 되는 short term memory는 고작 숫자 7개 정도의 용량밖에 안됩니다. 나머지는 sensory input에서 들어 온것에서 중요한 부분만을 거른다음에 압축시켜서 저장을 하지요.

이부분은 제가 언급하지 않았는데, 어디서 보신건가요?? 말씀은 맞습니다. 저는 뇌가 buffer란걸 갖고 있을꺼다라 생각하고 있습니다, 7개뿐이라니 아쉽네요.싼 효율로 같은 효과를 발휘 한다면, 뇌의 진화가 이런쪽으로 당연히 가지 않아야 했나 생각 합니다.

기억과 재생에 관해서 아직 삽질을 못하고 있습니다.
도움될만한 서적있으시면 추천좀 부탁드립니다.

대략 많은 정보를 처리 하면 ‘울렁’거리는 현상으로 짐작해보되, 뇌는 많은 정보를 순식간에 처리 하지 않는쪽으로 진화한것으로 보고 있습니다. 이부분이 뇌가 압축해서 정보를 저장하고, 저희가 볼트 수십게 들어간 문짝을 보더라도 ‘문’이란걸로 인식하는 이유 인건가요??

요즘 final 때문에 삽질못하고 있는데, 책 추천 부탁드리겠습니다.

Final인데도 불구하고 열심히 하시는군요

일단 첫번째로 추천할 만한 책으로는 Susan Greenfield의 Brain Story와 Christof Koch의 question for consciousness가 좋습니다. 둘중에 Koch의 책은 저도 읽어 볼려고 하고 있는데 주변의 얘기로는 좋다고 하더라구요. Artificial Neural Network는 알고리즘이라 그냥 인터넷에서 찾아도 꽤 나오기는 하지만, 좀 더 전문적인 책을 찾으신다면 Tom Mitchell의 Machine Learning도 괜찮습니다.

타고난혀님께서 말씀하시는 것의 대부분 맞습니다. 뇌의 경우 그 영역마다 가장 dominant한 기능이 있지요. 그렇지만 그렇게 단순하지 않은것이 한 영역이 꼭 한가지만 하는것이 아니라 여러가지 기능을 같이 하기 때문입니다. 특히 언어와 같이 복잡한 경우 뇌의 딱 한부분이 언어를 담당한다고 말하기가 어렵습니다. 예를 들어 말을 할때와 말을 들을때 fMRI 스켄을 해보면 서로 다른 부분들이 activate 된다고 하더군요. 아직은 뇌의 이 부분이 이런 역활만 한다고 확신 할만큼 연구가 이루어 지지는 않았습니다.

또한 뇌의 손상이 이루어 지면 그 부분이 담당하고 있던 기능이 떨어 지는것은 맞습니다만, 그런 경우에 뇌의 다른 영역들이 그 기능을 대신 하기 위해서 발달하게 됩니다. 예를 들어 시각 장애인의 경우 시각을 담당하는 부분이 청각을 담당하는 쪽으로 넘어가게 되는것을 볼수 있습니다. 이런 점으로 보아 상황과 손상 정도에 따라서는 뇌의 영역이 다른 기능을 하게 될수 있을 정도의 유연함도 갖추고 있다고 해야 겠지요. 그 덕분에 뇌 연구가 더 어렵기도 하지만요..

인간의 관찰이 그대로 기억에 저장될 수 없는 이유는 너무 정보가 많아서 입니다. 제가 예전에 읽은 바로는 인간이 하루동안 감각 기관에 들어오는 정보를 다 그대로 저장한다면 10억 바이트 정도 된다고 본것 같군요. 그렇기 때문에 어떤 정보가 감각 기관에 올때 대부분은 걸러서 중요한 부분만 보게 되는것입니다. 타고난혀님께서 예로 드신 문에서 볼트는 중요하지 않는 부분이니까 건너뛰고 문이라는 사실만 기억하는 것이지요.

기억 자체도 종류에 따라 뇌의 다른 영역들이 담당하는것으로 알려져 있습니다. 기억에 관해서 말을 할때 자주 나오는 이야기가 H.M.이라는 환자에 관한 이야기 입니다. 이 사람은 간질이 너무 심해서 그 당시 알려진 치료법중 하나인 뇌의 일부분을 제거하는 수술을 했지요. 그 결과 간질은 나아졌지만 단기 기억 상실증에 걸리고 맙니다. 수술 전에 있었던 일들은 다 기억을 하는데 수술후에 만나는 사람들은 좀 지나면 누군지 모른다고 합니다. 이 사람에게는 더 이상 어제라는 말이 존재 하지 않는 셈이지요. 아무튼 이 때 제거했던 뇌의 부위중에 하나가 hippocampus라는 부위 인데, 현재 알려진 이론에 따르면 이 부분이 하루 동안 일어 났던 일 중에 중요하다 싶은 부분을 저장하고 있다가 나중에 밤에 잠을 잘떄 neocortex를 train 시켜서 장기 기억으로 바꾼다고 생각하고 있습니다.

아무튼 final 잘 보시기를 빕니다.