연세대학교 의과대학을 졸업하고 동 대학원에서 박사학위를 받은 후, 세브란스 병원에서 신경과 전문의 과정을 마쳤다. 삼성서울병원과 미국 플로리다 대학교에서 전임의 과정을 거쳐 현재 KAIST 바이오및뇌공학과 교수, KAIST 헬스사이언스연구소 소장 및 삼성서울병원 신경과 외래 교수를 겸직하고 있다. 네트워크적 관점에서 뇌 기능을 이해하고, 이를 통해 뇌 질환을 진단하고 치료하는 방법을 찾고 있다. 신경과학회, 뇌기능매핑학회, 임상신경생리학회가 수여하는 우수연구상을 받았다. 저서로는 《1.4킬로그램의 우주, 뇌》(공저), 《생물학 명강 3》(공저) 등이 있다.
남녀의 뇌는 미묘하게 다르며, 이 차이는 아마 자궁에서 확립될 것이다. 태내에서 각 기관이 발달할 때 수정란을 남성화시키거나 여성화시키는 성호르몬이 영향을 미치기 때문이다. 하지만 우리는 성호르몬이 발달하는 뇌에 미치는 효과나, 남녀의 뇌에서 알아볼 수 있는 미묘한 차이가 성별 행동 차이와 어떤 관계가 있는지를 아직 알지 못한다. --- p.21
초기 연구 가운데 한 사례에서는 양전자방출단층촬영(PET)을 통해, 외향적인 사람보다 내향적인 사람에게서 전두엽과 시상 앞부분으로 가는 혈류가 더 많음을 보였다. 연구자들은 이것이 혼자 있기를 좋아하고 자기반성을 잘하는 내향적인 사람의 성향과 관계있다는 견해를 내놓았다. --- p.28
의식의 극장에서 무대는 단기간에 제한된 정보를 간직하고 조작하는 ‘작업기억working memory’의 장이다. 무대는 경험이 ‘마음의 눈’에 투영되는, 일종의 스크린이다. 그리고 일부 배우의 연기를 드러내기 위해 밝은 스포트라이트로 무대를 비추는 ‘선택적 주의selective attention’가 쇼를 만든다. 주의를 쏟는 스포트라이트는 의식의 내용을 드러낸다. 의식의 내용은 일부 배우가 무대를 벗어나거나 다른 배우들로 교체되면서 시시각각 바뀐다. --- p.51
뇌가 손상된 환자 집단에서도 감정이 의사 결정에 중요한 역할을 한다는 증거가 나왔다. 흔히 금융시장이 탐욕과 공포에 따라 움직인다고들 하는데, 이것은 개인이 재테크를 하는 경우에도 마찬가지다. 우리는 대부분 돈을 잃기 싫어하며, 그래서 돈을 잃을 위험을 최소화할 수 있는 결정을 내린다. 연구자들은 2010년에 편도체가 단단해지다가 괴사하게 된 희귀한 뇌손상 환자 두 명을 검사했다. 편도체는 감정, 특히 두려움을 처리하는 데 관계한다. 편도체가 손상된 환자는 말 그대로 아무런 두려움을 느끼지 못하며, 따라서 도박을 하는 실험 과제에도 큰돈을 잃을 수 있는 매우 위험한 결정을 내린다. --- pp.85-87
실제로는 우리가 하는 모든 것이 ‘뇌를 재구성한다.’ 가소성에 따라 뇌가 발달하고 형성되며, 새로운 경험에 따라 그 물리적 구조가 이리저리 바뀌는 것이다. 예컨대 학습과 기억은 분산된 신경세포망에서 이뤄지는 시냅스 강화와 연관된다. --- p.118
청소년은 신기한 것과 감흥을 추구하기 때문에 위험을 감수한다. 친숙한 곳을 떠나 새로운 경험을 추구하고 새로운 영토를 발굴한다. 이것은 부모가 만든 안전한 환경에서 떠나 바깥세상으로 나가기 위한 준비다. 인생에서 매우 중요한 이 시기에 경험을 통해 배울 수 있도록 사춘기의 뇌가 더 유연해지는 셈이다. 우리 조상들이 10대에 터무니없는 행동을 하지 않았다면 실로 인류는 지구 구석구석까지 퍼지지 못했을지도 모른다. --- pp.122-123
사람의 뇌에는 수천억 개에 이르는 세포가 매우 조직적으로 배열되어 있다. 흔히 우주에서 가장 복잡한 구조로 이뤄졌다고들 한다. 하지만 그 무게는 1.5킬로그램밖에 되지 않는다. 뇌의 왼쪽 반구는 몸의 오른편, 오른쪽 반구는 몸의 왼편을 제어하며 그쪽에서 정보를 받아들인다. 각 반구의 표면을 이루는 대뇌피질은 네 가지 ‘엽’으로 나뉘어 각기 다른 전문 기능을 수행한다. 각 엽 사이에는 깊은 고랑fissure이 패어 있다. --- p.140
움직임을 만들어내는 것은 신경계의 일차적인 기능이다. 인간을 비롯해 모든 동물은 배우자를 찾고 먹이를 구하며 적을 피하고 위험한 상황을 벗어나려면 움직여야 한다. 따라서 뇌의 많은 부분이 수의운동(맘대로운동)을 계획하고 실행하는 데 관여한다. 대뇌피질의 여러 부분뿐 아니라 다양한 피질 아래 구조(피질하 구조)와 척수가 운동신경에 포함된다. 이들 구조가 함께 작용해 움직임을 가능하게 만드는 것이다. --- p.168
현대 신경과학은 우리가 스스로를 바라보는 방법을 바꾸고 있다. 그리고 이용 가능한 지식과 기술의 진보는 뇌를 조종해 우리 행동을 제어할 가능성까지 열고 있다. 이에 따라 윤리적으로 많은 문제가 제기된다. 신경과학자들은 이들 문제를 외면하지 말고, 대중에게 자신의 연구를 이해시켜야 한다.