현대과학이 아직까지 해결해 내지 못한 대표적인 과제는 뇌와 마음의 연결 고리입니다. 이 가운데서도 뇌와 의식의 연구는 가장 난제로 알려져 있습니다. 하지만 최근 들어 인간의 의식에 대한 연구는 보다 구체적이고 측정 가능한 방향으로 진행되고 있습니다. 그리고 ‘신경과학적 의식의 근거(NCC:Neuronal Correlates of Consciousness)’를 찾으려는 노력이 뇌 과학의 주요 주제로 부각되고 있습니다.

세계 최고의 의식 전문가이자 노벨상 수상자인 제럴드 에델만 박사는 인간의 복잡한 뇌에서 의식이 발생하는 과정을 과학적 이론으로 만들었으며, 그의 이론은 오늘날 의식 연구에 근간이 되었습니다. 다양한 화제들을 관통하는 에델만 박사를 통해 추상적인 의식의 세계에 대한 과학적인 통찰을 얻게 될 것입니다.

'뇌 과학분야 선두주자', '국내에서 노벨상에 가장 근접한 인물' 등 다양한 수식어로 칭송 받고 있는 조장희 박사는 X-ray, CT, MRI와 같은 선상에 있는 뇌 영상장치인 PET (양전자방출단층촬영기)를 세계 최초로 개발한 뇌영상 연구분야의 세계 3대 석학 중 한 명입니다.

현재 인간의 뇌를 손금 보듯 볼 수 있는 퓨전 영상시스템을 개발 중인 조장희 박사는 21세기 뇌과학 연구의 비전과 희망을 제시할 것입니다.

불행하게도 내가 앓고 있는 알츠하이머병이 점차 심해지면 가족들이 힘든 고통을 겪을 것입니다. 나는 내 아내 낸시를 이 고통스러운 경험에서 구할 수 있는 어떤 방법이 있기를 바랍니다. 그 때가 오면 여러분들의 도움으로 그녀는 믿음과 용기를 가지고 굳게 맞설 것이라고 믿습니다.

미국 40~41대 대통령(1981-89) 로널드 레이건(Ronald Reagan)은 1994년 11월 자신이 알츠하이머병으로 진단을 받은 후 발표한 담화문의 일부입니다. 레이건 대통령은 냉전 중인 국제체제에서 미국의 위상을 급부상시키고, 미국 경제의 호황을 주도하여 미국인들의 사랑을 가장 많이 받은 대통령이었습니다.

하지만 임기 후 뇌 퇴행성 질환의 하나인 알츠하이머병에 걸리게 된 그는 이 병에 대한 인식이 높아지길 바라며 자신의 투병 사실을 공개하였습니다. 이후 그는 아내인 낸시와 함께 로날드 낸시 레이건 연구소(The Ronald and Nancy Reagan Research Institute)를 1995년 창설하여 알츠하이머 질환 관련 연구를 적극적으로 지원하였고, 10년간의 투병생활을 하다 지난 2004년 사랑하는 가족들을 남겨둔 채 머나먼 황혼으로의 여행을 떠났습니다.

아버지의 뜻을 이어받아 알츠하이머 질환 치료를 위해 적극적인 활동을 펼치고 있는 레이건 대통령의 아들 론 레이건 (Ron Reagan)이 한국의 알츠하이머 환자와 가족들을 위해 처음으로 한국을 방문합니다. 미국에서 배우이자 라디오 및 TV 토크쇼 진행자로 활약하고 있는 론 레이건의 강연은 많은 알츠하이머 환자들과 가족들에게 따뜻한 위안과 새로운 희망을 줄 것입니다.

‘머리가 좋다’는 말은 과연 무슨 뜻일까요?
지능지수 IQ가 좋다는 말일까요? 아니면 문제 해결 능력이 뛰어나다는 뜻일까요?
그도 아니면 학습 능력이 우수하다는 말일까요?

흔히 '머리가 좋다'는 말은 지능(intelligence)이 뛰어나다는 말입니다. 지능은 인간만 가지고 있는 것은 아닙니다. 그럼에도 인간과 동물을 구분하는 가장 큰 기준으로 지능을 삼는 것은 인간이 그만큼 고차원적인 지능을 가지고 있기 때문입니다.

결국 지능은 문제 해결과 인지적 반응을 나타내는 총체적 능력, 곧 종합적 사고 능력을 말합니다. 학습하고, 기억하고, 저장하고, 다시 기억을 되살려 문제를 해결하는 종합적 능력이죠.

결국 머리가 좋다는 말은 학습과 기억력, 문제 해결 능력, 종합 사고력이 모두 좋다는 말입니다. 그렇다면 머리가 좋아지려면 어떻게 해야 할까요? 세계 석학들은 적절한 학습과 자극을 통해 지능을 향상시킬 수 있다고 말합니다.

세계 석학들이 오랜 연구를 통해 밝히는 머리가 좋아지는 법, <지능: 똑똑한 뇌 만들기>에서 확인할 수 있습니다.

“머리는 좋은데 공부는 잘 못해”
“무슨 소리? 공부 잘하는 사람이 결국 머리 좋은 사람이지”
과연 어느 쪽 말이 맞을까요? 결론적으로 말씀 드리면 두 사람 모두 맞는 말입니다.

문제 해결 능력이나 기억력이 좋아도 학습 능력이 떨어지는 사람이 분명히 있습니다. 반면 다른 능력에 비해 학습력이 유난히 좋아 공부를 잘하는 사람도 있습니다. 하지만 이것 하나 만큼은 확실합니다. 최근 들어 지능을 이루는 여러 요소 가운데 학습과 기억력의 중요성이 날로 커지고 있다는 사실입니다.

‘적절한 자극’이 주어지면 학습 기억력은 얼마든지 향상시킬 수 있다는 사실도 속속 밝혀지고 있습니다. 그렇다면 세계 석학들이 말하는 학습과 기억력 향상법은 무엇일까? ‘적절한 자극’에 의해 학습과 기억력은 향상될 수 있다고 말하는데 과연 ‘적절한 자극’은 어떻게 하는 것인지 구체적 제언을 들을 수 있습니다.

“내가 매병을 앓고 있느냐? 어서 말하라!”
한 방송사 인기 드라마 <이산>에서 영조가 어의를 보고 한 말입니다.

한의학에서 매병은 감정을 제대로 다스리지 못할 뿐만 아니라 사물을 제대로 분간하지 못하는 정신병의 일종으로 정의하고 있습니다. 요즘 현대 의학 용어로 바꾸면 치매가 바로 매병에 해당하죠. 치매는 이처럼 오랜 기원을 가진 병이지만 우리 사회는 치매를 죽을 때가 다 된 사람들이 걸리는 일종의 ‘노망’ 정도로 생각해왔던 것이 사실입니다. 때문에 치료나 예방법에 대해 별다른 관심을 기울이지 않았습니다.

하지만 최근 치매는 대뇌의 신경 세포가 손상을 입으면서 인간의 지능, 의지, 기억 등 정신적인 능력이 현저히 떨어지는 뇌 질환이라는 사실이 밝혀지고, 로널드 레이건 전 미국 대통령 같은 저명 인사가 치매에 걸린 사실을 고백하면서 비로소 사회적 관심을 끌기 시작했습니다.

우리 사회도 이 같은 분위기에 힘입어 뇌 질환의 치료와 예방에 대해 많은 연구가 진행되고 있고, 특히 고령화 사회가 빠르게 진행되면서 중요성 또한 날로 커지고 있습니다.

치매와 파킨슨 병의 원인과 예방법, 그리고 10년 안에 치매와 파킨슨 병을 정복할 수 있는지, <치매, 파킨슨 희망 보고서>에서 확인할 수 있습니다.

“한 젊은 부부는 식물 인간이 된 아들을 대신해 데이빗이라는 로봇을 입양합니다.
자식처럼 함께 먹고 자고 생활하면서 어느새 가족의 일원이 됐지만 원래 아들이 기적처럼 의식을 회복하게 되자 부부는 로봇 데이빗을 버리게 됩니다.
하지만 이미 스스로 판단하고 행동할 능력을 가진 로봇 데이빗은 부모를 다시 찾기 위해 머나먼 여행을 떠납니다”

인공 지능 로봇의 미래는 물론 인간과의 공존 가능성을 생각하게 한 영화 AI의 줄거리입니다.

인공 지능 개발의 궁극적 목적은 ‘AI의 데이빗’ 처럼 인간 지능과 대등한 기능을 가진 로봇, 다시 말해 스스로 보고, 듣고, 말하고, 생각하고, 행동하는 로봇을 개발하는 데 있습니다.

먼저 불의의 사고 등으로 온 몸을 움직일 수 없는 사람들을 위해 뇌와 기계를 연결하는 분야, 이른바 BMI (Brain Machine Interface) 분야가 있습니다. 영화 <600만불의 사나이>나 <로보캅>처럼 신체에 기계를 이식하는 방법이죠.

또 한 분야는 인간 지능을 가진 로봇을 직접 제작하는 방법입니다 <휴보Hubo>나 <아시모ASIMO>가 여기에 해당합니다. 과연 인간 지능을 대체할 로봇이 어느 수준까지 가능한지 사이보그의 미래를 확인하시기 바랍니다.

“불의의 사고로 사랑하는 연인을 잃은 사람이 있습니다.
이 사람은 우연히 꽃가게 앞을 지나다가 아름다운 화분 하나를 발견하게 됩니다.
잠시 화분을 구경하던 이 사람은 평소에 화분을 유난히 좋아했던 연인을 다시 떠올리며 슬픔에 잠기게 됩니다.”

흔히 볼 수 있는 영화의 한 장면이지만 꽃을 보면서 죽은 연인을 떠올릴 수 있는 동물은 지구상에 인간 밖에 없습니다. 인간만이 의식을 가지고 있기 때문입니다.

사람은 깨어 있을 때 외부에서 끊임없이 정보를 받고 판단하며, 스스로 정보를 받고 있다는 사실을 인식할 뿐 아니라, 다시 그 정보를 바탕으로 주관적 판단을 하게 됩니다. 이것이 바로 의식(consciousness)입니다.

이런 의식은 뇌 작용으로 이루어진다는 사실은 알려져 있지만 과연 어떤 경로를 통해 어떻게 형성되는가를 밝히는 것은 뇌 연구의 오랜 숙제 가운데 하나입니다. 세계 최고의 의식 전문가이자 노벨상 수상자인 제럴드 에델만 교수, 의식 연구의 또 다른 대가인 마이클 가자니가 교수 등의 강의를 통해 마음의 신비를 직접 확인하시기 바랍니다.

우리는 무엇에 이끌려 행동하는가?
무엇이 우리에게 안락한 삶을 추구하게 하고 자신에게 주어진 일에 충실하게 만드는가?
때로는 불의에 분노하면서도 왜 때로는 열정적인 사랑에 빠지게 하는 것일까?

소설 <개미>의 작가 베르나르 베르베르는 이 모든 욕구들의 원천이 회색과 분홍색으로 이루어진 145제곱센티미터 크기의 물질, 인간의 <뇌>라고 했습니다. 뇌에 칩을 심은 다음 전기로 자극해 치매를 치료하고, 장애인들의 뇌에 칩을 삽입하면 컴퓨터가 움직이는 세상 상상으로만 가능했던 것을 현실로 만드는 힘은 바로 상상력입니다. 그리고 상상력은 급변하는 미래 세계를 꿰뚫어볼 수 있게 하고 창조적인 대안을 찾아낼 수 있도록 해주는 힘이기도 합니다.

베르나르 베르베르는 우리나라에서만 70만 명의 팬클럽 회원을 거느린 확실한 ‘문화 코드’입니다. 국내 대학생들이 ‘가장 닮고 싶은 인물’로 빌 게이츠와 엘빈 토플러와 함께 꼽는 인물입니다. 기발한 상상력의 천재 <뇌>의 작가 베르나르 베르베르를 통해 상상력의 원천이 어디에서 오는지 확인할 수 있습니다.

사람들은 왜 알콜 중독에 빠질까요?
왜 남의 물건을 훔치면 스스로 죄책감을 느끼게 될까요?
화가 나면 왜 사람은 소리를 지르고 폭력적으로 변할까요?
우리는 왜 빨간 스포츠카를 보면 흥분이 될까요?

이런 질문에 답하기 위해서는 지금까지 우리는 의학과 도덕, 경제학에 의존해왔습니다. 하지만 이제는 아닙니다. 인간이 갖는 중독, 도덕성, 폭력성 등은 모두 뇌가 작용한 결과라는 사실이 밝혀지고 있기 때문입니다.

뇌의 인지 활동에 대한 비밀이 하나씩 풀리면서 그 동안 기존의 학문 이론으로는 설명할 수 없었던 많은 의문들이 해결되고 있습니다. 때문에 뇌 연구는 다른 인문학에도 엄청난 파급 효과를 미치고 있습니다. 최근 각광 받고 있는 신경 철학, 신경 경제학, 신경 신학, 신경 윤리학 등이 바로 이런 분야들입니다.

<‘뇌 연구’ 학문의 벽을 허문다>에서는 신경 과학이 발전하면서 새롭게 각광받고 있는 신생 학문분야를 살펴보고 최근 연구 동향에 대해 인지과학 전문가인 이인식 과학문화연구소장으로부터 들어봅니다.

“이 주식은 2~3년 뒤에는 반드시 대박을 터트릴 수 있어” 이렇게 확신한 홍길동 씨.
하지만 주식을 사고 얼마 되지 않아 10% 정도가 빠지자 안절부절 하지 못하고 결국 손해를 보고 주식을 팔고 말았다. 하지만 이 주식은 결국 2년 뒤 4배나 올랐고 홍 씨는 땅을 치고 후회를 했다“

우리 주변에서 너무나 쉽게 찾을 수 있는 일반적인 주식 투자자의 모습니다.
그렇다면 홍 씨는 왜 확신에 차 있으면서도 주가가 조금 내렸다고 헐값에 주식을 팔았을까요?
기존의 경제학 이론에 따르면 기대 이익이 그만큼 높기 때문에 주식을 처분하는 것은 잘못인데도 말이죠.

미국 듀크대 연구팀은 자신의 주식 가격이 내리면 감정을 처리하는 뇌 신경 부위가 격렬히 흥분해 두려움과 공포감을 유발하는 호르몬이 엄청나게 분비된다는 사실을 확인했습니다.
자신의 의지나 객관적 사실과는 무관하게 뇌에서 주식을 팔도록 명령한다는 것이죠.
신경경제학은 바로 이런 분야입니다.
기존의 경제학 이론으로는 설명할 수 없는 많은 경제 활동 패턴을 뇌 연구를 통해 해석하고 예측하는 것이죠.

예일대의 이대열 교수는 신생 학문인 신경경제학 분야에서 가장 주목 받고 있는 학자 가운데 한 분입니다. 이 교수의 강의를 통해 신경경제학의 세계로 빠져 보시죠.

“석학과의 만남이 석학을 낳는다.”

세계 최고 과학자들이 가슴 속에 원대한 과학자의 꿈을 품게 된 순간은 언제였을까요?

대한민국 최고 과학자, 한국 과학상, 젊은 과학자상을 수상한 한국 대표 과학자 31명은 “중·고교 시절 유명 과학자를 만났거나 그들의 강연을 현장에서 직접 듣는 경험을 했을 때부터 과학자를 동경하게 됐다”고 입을 모았습니다.
감수성이 예민한 청소년기에 세계적인 석학과의 ‘의미 있는 만남’이 내 안에 감춰져 있던 과학도의 꿈을 실현하는 계기를 마련했습니다.

월드사이언스포럼은 미래 한국을 이끌어 나갈 청소년들이 세계적인 과학자들과 직접 만나 진솔한 대화와 토론을 벌이며 지식을 교환하는 특별한 만남의 장입니다.
과학에 대한 석학들의 열정과 의지는 우리 청소년들에게 미래의 꿈을 펼쳐 나갈 용기와 희망을 던져줄 것입니다.