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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

뇌는 논리적으로 정보를 정리한다.

미디어위원회
2022-04-07

뇌는 논리적으로 정보를 정리한다.

(The Brain Files Information Logically)

by Jerry Bergman, PhD


    뇌의 또 다른 새로운 구조가 발견되면서, 뇌는 더욱 복잡함이 밝혀졌다. 

    뇌(brain)에서 이전에 알려지지 않았던 또 다른 복잡성이 발견되었다. 나는 이전 글에서 "죽음과 세금 외에는 아무것도 확실한 것이 없다“는 속담을 언급했었다. 과학 연구가 진행됨에 따라, 생명체는 시간이 지날수록 점점 더 복잡하다는 것을 보여주고 있다. 이제 또 다른 새로운 발견은 이 주장이 사실이라는 것을 다시 한번 입증하고 있었다.

이 발견은 우주에서 가장 복잡한 구조라고 불리는, 인간의 뇌에 관한 것이다. 다음 기사는 이러한 주장의 근거를 설명하고 있다.[1]

인간의 뇌는 우리가 우주에서 발견한 것 중 가장 복잡한 구조이다. 천억 개 이상의 세포들이 수백조 개의 시냅스로 연결되어 있다...  우주의 총 별의 수는 지구의 모든 해변에 있는 모든 모래 알갱이보다 많은데, 10^22개의 별이 있는 것으로 추정되고 있다. 또한 우주의 크기는 1300만 광년에서 4800만 광년 사이로 추정되고 있다. 이에 비해 인간의 뇌에는 약 1×10^11개의 뉴런(neurons)이 있어서, 서로 1×10^15번 상호 연결되어 있다. 무게는 약 1.5kg, 부피는 1,300㎤이다. 이것은 우리가 누구인지, 어떤 신념을 갖고 있는지, 정치적 선호, 스포츠 선호는 어떻게 되는지, 누구와 사랑에 빠졌는지 등을 알려주기에 충분하다.[2]

뇌의 저장 용량은 3,000시간 분량의 TV 영상물, 또는 2.5페타바이트(petabytes, 1000 terabytes)로 추정된다.[3] 뇌는 우주에서 가장 복잡한 물체일 뿐만 아니라, 그 작동 원천과 세부 사항들도 종합적으로 우주에서 가장 큰 미스터리 중 하나이다.

그럼에도 불구하고, 과학자들은 뇌가 어떻게 기능하는지 이해하려고 계속 노력하고 있다. 뇌의 미스터리를 해결하기 위해서 20억 달러의 프로젝트가 수행되고 있다. 2012년에 시작된 야심찬 "브레인(Brain)" 프로젝트는 역동적이고 포괄적인 뇌 지도를 그리기 위한 가장 최근의 시도이다. 이 공동 프로젝트에는 펜타곤, 국립보건원, 국립과학재단의 연구기관들, 구글, 마이크로소프트가 참여하고 있다. 유럽에서는 뇌와 관련된 기존의 모든 지식을 수집하여, 지금까지 신경과학 분야에서 행해진 가장 실제적인 시뮬레이션을 생성하려고 한다.

의심할 여지없이, 뇌의 구조와 기능은 이 우주에서 가장 큰 의문 중 하나이다.[4] 뇌가 어떻게 작동하는지는 인류의 가장 큰 미스터리 중 하나로 평가되고 있다.[5] "어떻게 기억이 형성되는가"와 같은 기본적인 질문조차 여전히 불분명하다.[6] 듀크 대학의 신경과학 명예교수인 마크 리어리(Mark Leary)는 다음과 같이 설명했다.

대부분의 사람들에게 의식의 근원지를 묻는다면, 당연히 뇌라고 말할 것이다. 뇌가 의식에 관여하고 있다는 것에는 의심의 여지가 없는 것 같다. 분명히 뇌의 활동은 보고, 듣고, 냄새 맡고, 감지하고, 사고하는 것과 관련이 있고, 만약 우리가 특정한 방식으로 뇌를 손상시킨다면, 사람들은 더 이상 의식을 갖지 못한다. 하지만 여기 문제가 있다. 아무도 뇌가 어떻게 의식을 생산하는지 전혀 알지 못한다는 것이다.[7]

물론 신경학자들은 이 엄청나게 복잡한 기관이 어떻게 작동하는지 잘 이해하지 못하고 있지만, 진화론자들은 뇌가 창조된 것이 아니고, 무작위적 과정을 통해서 우연히 생겨난 것이라고 확신하고 있다. 그들은 여전히 사람의 뇌는 훨씬 단순한 뇌에서부터 수억 수천만 년 동안에 걸쳐 점차적으로 진화했다고 주장한다.[8] 여기에서 보고된 새로운 발견은 뇌가 이전에 믿었던 것보다 더욱 복잡하고, 더욱 신비롭다는 것을 밝혀냄으로써, 그들에게 절망감을 더해주고 있었다.


새로운 발견

간단히 말해서, 이 새로운 발견은 뇌의 한 구역이나 덩어리 안으로 기억 물질을 채우는 것을 용이하게 해주는, 새로운 유형의 세포를 발견한 것이었다. 7년 전 BBC 뉴스에서 조나단 웹(Jonathan Webb)은 다음과 같은 질문을 했다.

다시 쉽게 찾을 수 있도록 정보를 저장하는 것은 어려운 일이다. 의도적으로 난잡한 책상에서부터 색인을 표시한 파일 캐비닛까지, 우리 모두는 선호하는 시스템을 갖고 있다. 어떻게 그러한 일이 우리 뇌 안에서 일어나는 것일까?[9]

캘리포니아 로스엔젤레스에 있는 시다스-시나이 메디컬 센터(Cedars-Sinai Medical Center)의 연구자들은 특정한 목적의 뇌세포가 새로운 기억 파일을 언제 시작하는지를 알아냈다. 이러한 새 파일이 생성되면, 유사한 물질이 새 파일에 배치될 수 있다.

기억력에 대한 이전의 연구에서, 신경과학자들은 뇌가 정보를 논리적이고 연결된 방식으로 저장한다는 것을 어렴풋이 알아냈다. 예를 들어, 배우자에 대한 파일이 있는데, 그 파일을 불러오는데 필요한 데이터는 몇 가지뿐이다. 만약 당신이 붐비는 백화점에서 당신의 배우자를 우연히 본다면, 당신은 그녀의 키, 그녀의 뒷모습, 머리 모양과 같은 작은 양의 정보만을 수집하여 20m 이상 떨어진 곳에서도 그녀를 알아볼 수 있다.

이렇게 할 수 있는 건, 이 작은 정보만으로도 당신의 뇌에서 그녀에 대한 파일을 불러오기에 충분하기 때문이다. 대게 그 답은 맞다. 전에 얻었던 정보에 따라, 아내에 대한 파일이 올라왔고, 마음속에서 아내를 떠올렸다. 하지만 다음 순간에, 당신이 그녀와 가까워졌을 때, 그 사람이 당신의 배우자가 아니라는 것을 깨닫고, 깜짝 놀랐다고 가정해 보자. 가까운 곳에서 눈으로부터 수집된 새로운 정보는 당신이 본 여자가 당신의 배우자가 아니라는 것을 깨닫게 해준다. 당신의 뇌가 잘못된 파일을 불러왔고, 당신은 당황하며 가던 길을 가게 된다.


조사는 어떻게 이루어졌는가?

이 새로운 연구에서 연구자들은 19명의 실험자들의 뇌에 전극을 부착하고, 어떤 새로운 것을 관찰할 때, 해마(hippocampus)의 뉴런이 폭발적으로 활동함을 보여주는 데이터를 얻었다. 그들은 이것을 다른 사건들 사이의 경계로서 해석했다. 뇌의 한 부분인 해마에서 단기기억을 장기기억으로 전환하는 역할을 하는 폭발적 활동이 관찰되었다. 연구자들이 앞에서 언급한 유추(백화점에서 배우자 목격)를 사용하여, 모니터링 된 뉴런의 활동은 실험자가 새로운 파일을 만들고 있음을 암시했다.

중요한 것은 그 결과는 뇌의 새로운 기능을 드러낸 것이 아니라, 오히려 뇌의 새로운 구조를 드러냈다는 것이다 : "기억 형성에 관여하는 새롭게 발견된 종류의 뇌세포는, 우리가 그것을 경험한 뚜렷한 사건들 사이의 경계를 나타내는 것처럼 보인다."[10] 새로 발견된 세포 유형은 해마 신경세포의 약 7%를 차지한다. 연구자들은 이들을 경계세포(boundary cells)라고 불렀는데, 새로운 사건이 일어났을 때 점화가 최고조에 달하고 있었다. 파일 폴더와 마찬가지로, 경계세포는 기억 내용에 대한 정보를 전달하지 않고, 단지 경계에 존재하기 때문에, 뇌가 새로운 기억 구역(memory section)을 형성해야 한다는 것을 나타낸다. 이것은 "새로운 폴더를 시작하는 것과 같다"라고 New Scientist 지에서 클레어 윌슨(Clare Wilson)은 말했다.[11] Nature Neuroscience(2022. 3. 7) 지에 발표된 그 논문은 다음과 같이 설명하고 있다.

경험이 계속되는 동안, 기억은 별개의 사건으로 정리된다. 인지경계는 경험을 세분화하고, 기억을 구조화하는 것으로 생각된다. 뉴런은 서로 다른 사건들 사이의 난해한 인지경계에서 반응한다... 이러한 발견들은 경험을 기억 사건으로 변환하고, 탐지 동안 정신적 시간 여행을 구성하는, 인지경계를 탐지하는 한 신경적 기질(neuronal substrate)을 드러낸다.[12]


요약

이것은 많은 양의 정보를 정리하는 것을 돕는 사람 뇌의 물리적 메커니즘에 대한 첫 번째 증거이다. 잊어버리는 것은 종종 정보의 소실 때문이 아니라, 수십억 개의 정보 중에서 정보를 찾아야 하는 뇌의 파일 시스템에서 정보를 찾을 수 없기 때문이다. 파일에 더 많은 단서가 있으면, 존재하는 정보를 더 빨리 검색할 수 있다. 예를 들어, 미국의 34대 대통령이 누구냐고 묻는다면, 많은 사람들이 잘 대답하지 못할 것이다. 그러나 제34대 대통령은 한국 전쟁 당시 미국 대통령이라거나, 제2차 세계대전 당시 서유럽 연합군 최고사령관이었다는 새로운 정보를 추가시키면, 그 사람은 아이젠하워(Dwight David Eisenhower)라고 정확한 이름을 찾을 수 있도록 도와준다. 따라서 이 연구 논문에서 추론된 파일관리 시스템(filing system)은 연구자들이 경계세포라고 부르는 특수 세포에 의해 촉진되는 논리적 그룹 안으로 정보를 정리함으로써, 뇌가 작동한다는 것을 이해하는데 도움을 준다. 연구가 계속됨에 따라, 의심할 여지없이 우리는 더 많은 인간 뇌의 비밀을 발견하게 될 것이다.


References
[1] Tuarez, J., Is the human brain the most complex thing in the universe? Society of Neuroscience, https://neurotray.com/is-the-human-brain-the-most-complex-thing-in-the-universe/, 28 October 2020.
[2] Tuarez, 2020.
[3] Reber, P., Ask the Brains. Scientific American, doi:10.1038/scientificamericanmind0510-70, 1 May 2010.
[4] Bilsky, E., et al., Brain Facts, Society for Neuroscience, Washington, D.C., p. 5, 2018.
[5] Bryner, J., Greatest Mysteries: How Does the Brain Work? https://www.livescience.com/4583-greatest-mysteries-brain-work.html, 2 August 2007.
[6] Wilson, C., Special brain cells may signal when to start new memories, New Scientist, https://www.newscientist.com/article/2311077-special-brain-cells-may-signal-when-to-start-new-memories/#ixzz7MyXVI2TK, 7 March 2022.
[7] Leary, M., Consciousness and the Brain: The Greatest Mystery of Being Human. https://www.thegreatcoursesdaily.com/consciousness-and-the-brain-the-greatest-mystery-of-being-human/, 27 December 2020.
[8] DeFelipe, J. The evolution of the brain, the human nature of cortical circuits, and intellectual creativity. Frontiers of Neuroanatomy., 16 May 2011 | https://doi.org/10.3389/fnana.2011.00029
[9] Webb, J., Peeking into the brain’s filing system, BBC News, https://www.bbc.com/news/science-environment-33380677, 5 July 2015.
[10] Wilson, 2022.
[11] Wilson, 2022.
[12] Zheng, J., et al., Neurons detect cognitive boundaries to structure episodic memories in humans, Nature Neuroscience, 25:358-368, p. 358, 7 March 2022 (emphasis added).

*Dr. Jerry Bergman has taught biology, genetics, chemistry, biochemistry, anthropology, geology, and microbiology for over 40 years at several colleges and universities including Bowling Green State University, Medical College of Ohio where he was a research associate in experimental pathology, and The University of Toledo. He is a graduate of the Medical College of Ohio, Wayne State University in Detroit, the University of Toledo, and Bowling Green State University. He has over 1,300 publications in 12 languages and 40 books and monographs. His books and textbooks that include chapters that he authored are in over 1,500 college libraries in 27 countries. So far over 80,000 copies of the 40 books and monographs that he has authored or co-authored are in print. For more articles by Dr Bergman, see his Author Profile.


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출처 : CEH, 2022. 3. 11.

주소 : https://crev.info/2022/03/brain-files-logically/

번역 : 미디어위원회



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