뇌 연구는 뇌의 신비를 밝혀내 인간의 물리적, 정신적 기능을 심층적으로 탐구하는 분야로 상당히 오랫동안 이루어져 왔다. 특히 뇌를 이해하기 위해서는 분자 단계로부터 행동 및 인지 단계에 이르기까지 다양한 정보의 통합이 요구되고 있다. 이러한 이유 때문에 신경과학, 심리학, 물리학, 전산학, 공학, 수학 등의 학제 간 협력을 통한 뇌 연구가 폭발적으로 증가하면서 사회적으로 뇌에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나 보편적으로 많은 일반인들은 “평생 동안 뇌의 10%만 사용한다”는 오해를 하고 있다고 한다.
뇌에 대한 올바른 이해, 그리고 과학적 소양인 창의성과 상상력은 과학적 탐구의 산물로 가득 찬 현대사회에서 살아가는 우리에게 꼭 필요한 도구이다. 따라서 이 책은 학생부터 일반인까지 누구나 뇌에 대한 올바른 이해와 흥미를 가질 수 있도록 관심 주제별로 분류하고 이해하기 쉽게 풀어 설명하였다.
--- p.4

건강한 몸과 마음에 대한 관심이 날로 높아지면서 사회적으로 뇌에 대한 관심이 높아지고 있다. 뇌에 대한 관심과 과학 기술의 급속한 발전에 힘입어 뇌 영상, 뇌 영역 간 네트워크 및 뇌의 신경전달물질 해독을 통해 뇌를 이해하는 데 큰 성과가 있었다. 지난 10년간 얻어진 뇌 연구 결과는 그 전 1세기 동안 연구된 결과보다 많다고 한다.
--- p.12

2002년 대학교육을 받은 일반인을 대상으로 실시한 연구에서 대상자의 60%가 “일반인들은 평생 동안 뇌의 10%만 사용한다”라는 말을 믿고 있다는 연구 결과가 나왔다. 그러면, 이런 오해는 어디서부터 시작되었을까? 그리고 오랫동안 사람들의 입에 오르내리게 된 이유는 무엇일까?
--- p.19

소뇌는 움직임, 보행, 자세, 언어 및 운동 등 운동근육의 조정과 제어, 감각, 인지의 통합 등 절차적 기억에 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려져 있다. 절차적 기억은 반복된 동적 행위를 통해서 소뇌가 그 동적 행위를 기억하는 것으로, 자전거 타기, 신발끈 묶기, 악기 연주, 키보드 자판을 안 보고 치는 것 등이 여기에 해당한다. 절차적 기억은 의식적 회상에 기반한 것이 아니어서 평소 보지도 않고 손가락만으로 오타 없이 잘 치던 키보드 자판도 의식을 이용해서 찾아낼 때는 어려움을 겪는다.
--- p.34

사고, 자발적인 움직임, 감정을 통제하는 뇌의 일부가 완전히 손상되었지만 그녀의 뇌교와 연수는 여전히 손상되지 않았기 때문에 호흡을 유지하고 눈의 비자발적 움직임과 가끔의 신음 소리를 일으켰다. 그녀가 병원에 있던 15년 동안 샤이보의 의료비는 약 700만 달러였다. 그러나 샤이보 사건은 ‘생명의 존엄성’과 ‘인간답게 죽을 수 있는 권리’ 사이의 간극에 대해서 생각할 수 있는 좋은 사례였다. 그러나 무엇보다 환자의 정확한 의사표현이 없는 혼수상태에서 주변 사람과 법에 의해 결정이 이뤄지고 있어 이에 대한 논쟁 또한 뜨겁다.
--- p.41

즉, 운동을 시작하면 뇌는 운동을 스트레스로 인식하고 스트레스로부터 자신을 보호하기 위해 기억에 관여하는 BDNF를 분비한다. DNA의 11번 염색체에 자리한 BDNF 유전자에 의해서 분비되는 BDNF는 신경계의 신경 발달과 기능의 많은 측면을 조절하는 분비 단백질로 시냅스 가소성의 핵심 조절제이다. 또한 운동 중 뇌에서는 도파민과 유사한 효과를 나타내는 엔돌핀이라는 다른 화학물질이 분비된다. 엔돌핀은 뉴런이 고통 정보를 척수로 전달하는 말단 감각신경에 영향을 주어 고통을 느끼지 못하게 하는 역할을 한다. 이 두 가지 화학물질 때문에 우리는 운동 후 편안함을 느끼고 행복해지는 것으로 알려져 있다.
--- p.60

보편적으로 동작과 인지가 어렸을 때만큼 빨리 작동하지 않는다는 말을 많이 한다. 이러한 말에는 과학적인 타당성이 있다. 우리는 동작 및 새로운 상황의 요구에 맞도록 기억 내부의 지식을 재구성하는 능력인 인지 유연성이 30대 초반부터 느려지기 시작하여 노년기까지 계속된다. 그러나 위의 사례처럼 올바른 게임 이용은 인지 유연성의 근원인 시냅스 가소성을 향상시키고 기억력, 집중력, 문제 해결 능력의 점진적인 퇴화를 되돌릴 수 있다.
--- p.68

퇴행성 뇌 질환인 치매의 특징이 뇌 회백질과 백질의 위축이라는 점을 감안할 때 흡연은 치매 위험성을 증가시킬 수 있다. 또한 치매 중에 가장 흔한 알츠하이머병 사례의 14%가 흡연에 기인하는 것으로 추정되고 있다. 따라서 흡연에 의한 뇌 형태 변형과 영향 등의 연관성에 대해 많은 연구가 진행되고 있다.
--- p.92

뇌 오가노이드와 척수 오가노이드를 결합하고 이를 다시 근육과 연결하면 신경근 접합부를 형성하여 근육 활동을 유발할 수 있는 뉴런과 조직 사이의 상호작용이 가능하게 된다. 따라서 별개의 영역을 담은 오가노이드를 어셈블로이드로 결합하면 인간 뇌의 영역 간에 발생하는 상호작용 측면을 모델링하는 데 사용할 수 있다. 줄기세포에서 뇌 오가노이드 및 어셈블로이드를 유도하는 기술은 질병의 연구 및 치료에 점점 더 많이 활용되고 있다. 그러나 뇌 오가노이드 및 어셈블로이드에는 의식이 나타날 수 있어 윤리적 의문이 제기되고 있다.
--- p.143

영화 「첫키스만 50번째」의 주인공은 하루만 지나면 기억이 초기화된다. 그런 그녀에게 날마다 고백하는 남자를 다룬 이 영화에서도 해마 손상에 대해서 상당히 정확하게 묘사하고 있다.
--- p.149

홀츠먼 등의 연구는 지나치게 바쁜 삶을 살아가는 현대인에게 좋은 수면 습관의 필요성을 일깨우며, 수면이 알츠하이머병을 예방하거나 늦추는 최선의 방법이고, 숙면을 취하기 위해 최선을 다해야 한다는 것을 상기시키는 중요한 계기가 되었다.
--- p.172

앞으로 인공지능 알고리즘과 뇌의 내부 작동 사이에 이러한 유형의 연결이 더 많이 발견될 것이다. 인공지능이 실제 현실로 다가갈수록 뇌와 인공지능의 연구는 서로를 강화하여 흥미로운 발견으로 이어질 것이다.