인간 정신의 신경 초상화

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오늘 저는 여러분께
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전세계 과학자들이
협력하고 있는
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프로젝트에 대해
말씀드리고자 합니다.
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인간 사고의
신경 초상을 그리는 것입니다.
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이 연구의 핵심적인 발상은
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사람의 사고와 뇌가
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하나의 다목적 프로세서가 아니라
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아주 특화된 부분들의 집합체이며
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각 부분은 서로 다른
특정 기능이 있지만
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그게 다 합쳐져서 우리가
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어떤 사람인지, 어떤 생각을 하는지
결정한다는 것입니다.
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여러분의 이해를 위해서
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다음 시나리오를 상상해보죠.
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여러분이 여러분 아이의
놀이방에 들어섰습니다.
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평소처럼 여러 아이가
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부모를 기다리고 있는데
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이번에는
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아이들 얼굴이 이상하게
비슷해보입니다.
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누가 여러분의 아이인지
구별을 할 수 없습니다.
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새 안경이 필요한 걸까요?
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정신이 이상해진 걸까요?
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여러분은 머릿속으로
재빨리 확인해봅니다.
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아니, 정신은 또렷한 것 같고
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시야도 완벽하게 선명합니다.
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모든 게 정상처럼 보여요.
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아이들 얼굴만 빼고는요.
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여러분은 얼굴을 볼 수는 있지만
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구별할 수 없습니다.
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어느 얼굴도 익숙해 보이지 않고
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주황색 머리 리본을 발견하고서야
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여러분의 딸을 찾습니다.
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얼굴을 인식하는 능력을
갑자기 잃어버리는 이 현상은
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실제로 일어납니다.
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얼굴인식 불능증이라고 하는데
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뇌의 특정한 부분이
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손상된 결과입니다.
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이 증상의 놀라운 점은
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얼굴 인식 장애 외에는
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모든 인지 기능이
정상이라는 것입니다.
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얼굴인식 불능증은
뇌 손상으로 일어날 수 있는
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놀랍도록 특정적인
정신 결핍 증세 중의 하나입니다.
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오랜 기간
이런 증상들은
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우리의 뇌 기능이
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뚜렷히 구분된 요소로
이루어졌음을 시사했고
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그 구성 요소들을
찾으려는 노력은
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뇌 영상 기술의 발명,
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특히 MRI와 함께
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급속도로 발전했습니다.
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MRI는 신체 내부 구조를
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고해상도로 보여줍니다.
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잠시 후에
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여러분께도 익숙할 한 물체의
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MRI 단면도를 보여드리겠습니다.
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연속적으로 보여드릴텐데
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무엇인지 맞춰보세요.
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여기 있습니다.
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쉽지 않죠. 아티초크입니다.
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좋아요. 다른 것을 보죠.
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밑에서 시작해서 위로 올라갑니다.
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브로콜리!
브로콜리 한덩이에요.
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아름답지 않나요? 좋아요.
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자, 또 다른 게 있어요.
당연히 뇌입니다.
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사실은 제 뇌입니다.
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제 뇌를 저렇게
한 단면씩 보는거죠.
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오른쪽으로 제 코가 있고
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지금은 이쪽으로, 바로 여기입니다.
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멋진 사진이네요.
제가 말하기는 그렇지만.
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하지만 MRI 는
구조만 보여줍니다.
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정말 멋진 발전은
과학자들이
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뇌의 구조뿐 아니라
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뇌신경 세포의 활동을 촬영하는
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기능 영상을 개발함으로
이루어졌습니다.
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그 원리를 설명하죠.
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뇌는 근육과 같습니다.
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뇌가 활동할 때
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그 활동을 지원하는
혈류가 증가합니다.
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다행히 뇌의 혈류 조절은
국지적이기 때문에
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신경 세포 한 다발이,
예를 들면 여기에서
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활동을 시작하고
신호를 발사 하면
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그곳에만 혈류가 증가합니다.
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기능성 MRI는
그 혈류 증가량을 감지해서
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신경 활동이 증가하는 곳에서
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더 높은 MRI 반응을 나타냅니다.
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그럼 기능성 MRI 실험이
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어떻게 진행되고,
그런 실험에서
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무엇을 알 수 있고
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알 수 없는지
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제 첫 연구 중 하나를 예로
설명하겠습니다.
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우리는 얼굴 인식 기능이
뇌의 특정 부분에 존재하는지
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확인하기 원했습니다.
제가 아까 설명했던
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얼굴인식 불능증이란
현상을 통해
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그럴 가능성을
추측할 수 있었지만
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정상적인 뇌에서
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이전까지 확인된 적이 없었기에
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우리가 찾아나섰죠.
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제가 첫번째 실험대상이었어요.
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스캐너 속으로 들어가 누워서
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될 수 있는대로
머리를 움직이지 않고
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이런 얼굴들과
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이런 사물들의 사진을 바라봤습니다.
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이렇게 얼굴과 사물들을
몇 시간동안 봤죠.
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MRI 스캐너 안에서 보낸
총 시간수로
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세계 기록에 가까운
기록을 가진 사람으로서
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말씀드릴 수 있는 것은
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MRI연구에서 정말 중요한 능력은
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방광 조절입니다.
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(웃음)
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스캐너에서 나온 저는
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간단한 데이터 분석으로
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제가 사물을 볼 때보다
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얼굴을 봤을 때
더 높은 반응을 일으키는
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뇌 부분을 찾아보았습니다.
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이것이 제가 본 거에요.
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요즘 기준에서는
정말 구식 영상이지만
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그때는 아름답다고 생각했어요.
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이 영상에서 나타나는
바로 여기,
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작은 덩어리요.
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올리브 한 알의 크기인데
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제 뇌의 아랫쪽에 있고
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여기서 안으로 2.5 cm
들어간 곳입니다.
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제 뇌의 바로 저 부분이
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제가 물체를 볼 때보다
얼굴을 봤을 때
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더 높은 MRI 반응,
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즉, 더 높은 신경 활동을
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보여주었습니다.
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정말 멋진 결과였지만
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우연일 수도 있지 않나요?
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가장 쉬운 확인 방법은
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그냥 실험을 다시 하는 거죠.
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그래서 저는 스캐너 안에 들어가서
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더 많은 얼굴과 더 많은 사물을 봤고
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비슷한 부분이 영상에 나타났습니다.
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그 뒤에 실험을 또 하고
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다시 하고
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다시, 또 다시 하고
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그러고 나서야
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결과가 진짜임을 믿기로 했죠.
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하지만 어쩌면 이것은
제 뇌만 이상한 것이고
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다른 사람은 이런 게
없을 지도 모릅니다.
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그래서 여러 사람들을 스캔했고
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거의 대부분의 사람들에서
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뇌의 비슷한 부분에
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얼굴을 인식하는
작은 영역이 나타났습니다.
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그래서 다음 질문은
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이 부분은 정확히
무엇을 하는걸까?
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정말로 얼굴 인식에
특화된 곳인가?
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아닐지도 모르겠죠?
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어쩌면 얼굴뿐 아니라
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아무 신체 부위나
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어쩌면 사람이나
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살아있는 것,
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동그란 것에
반응하는지도 모릅니다.
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이 부분이 얼굴 인식에
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특화되었음을 확신할
유일한 방법은
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그런 모든 가정을
배제하는 것이었어요.
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그래서 우리는 이후 몇 년 동안
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실험자들이 여러 사진을 보는 동안
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뇌를 촬영했습니다.
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뇌의 그 부분은
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어떤 종류든
얼굴의 영상에
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강하게 반응했고
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이런 사진들처럼
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얼굴이 아닌 것을 볼 때는
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훨씬 덜 반응했습니다.
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그래서 최종적으로 이 부분이
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얼굴 인식에 필요하다는
결론을 내렸을까요?
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아니오. 그렇지 못했습니다.
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뇌 영상은 어떤 영역이 특정 용도에
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필요하다는 것은
결코 알려주지 못합니다.
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뇌 영상으로 할 수 있는 일은
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사람들이 다른 생각을 할 때
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어떤 영역들이
깜빡이는지 보는 거죠.
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뇌의 한 부분이
정신 기능에 필요한지를 알려면
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그 부분을 방해해 봐야 하는데
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보통 그런 기회는 없습니다.
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하지만 아주 최근
놀라운 기회가 생겼습니다.
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제 동료 몇 명이
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간질을 앓는 이 남자분을
실험했을 때였습니다.
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여기 병원 침대에
누워있는 분입니다.
7:00 - 7:01

그의 뇌 표면에
7:01 - 7:03

전극을 연결해
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발작의 원인을 찾으려고 했습니다.
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그런데 아주 우연하게도
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전극 2개가
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얼굴 인식 영역
바로 위에 놓이게 되었습니다.
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그래서 환자의 동의하에
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의사들은 그에게
그 뇌 부분에
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전기 자극이 가해졌을 때
어땠는지 물었습니다.
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자, 환자는 그 전극들이
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어디에 있는지 모르고
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얼굴 인식 영역을
들어본 적도 없어요.
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무슨 일이 일어나는지 보시죠.
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비교 조건으로 시작할 텐데
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전류가 흐르지 않을 때는
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"가짜"라고 거의 보이지 않게
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왼쪽 아래에 빨간색으로
나타날거에요.
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신경학자가 환자에게 먼저
말하는 것을 들을 겁니다. 보시죠.
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(영상) 신경학자: 제 얼굴을 보고
7:44 - 7:47

이렇게 할 때 어떤지 말해주세요.
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좋습니까?
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환자: 좋아요.
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신경학자: 하나, 둘, 셋.
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환자: 아무일도 없어요.
신경학자: 아무일도요? 좋아요.
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한 번 더 하겠습니다.
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제 얼굴을 보세요.
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하나, 둘, 셋.
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환자: 의사 선생님이
다른 사람으로 바뀌었어요.
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선생님 얼굴이 변했어요.
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코가 축 처져서 왼쪽으로 갔어요.
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제가 이전에 본 사람하고 비슷했는데
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다른 사람이었어요.
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마약 환각 같았어요.
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(웃음)
8:28 - 8:29

낸시 캔위셔: 그래서 이 실험은
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(박수)
8:33 - 8:36

이 실험을 통해
드디어 우리는
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뇌의 이 영역이
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얼굴에 선별적으로 반응할 뿐 아니라
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얼굴 인식의 근원이라는
결론을 내렸습니다.
8:43 - 8:45

지금까지
얼굴 인식 영역을 예로
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뇌의 어느 부위가
어떤 인지 능력에
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선별적으로 관련이 있는지
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확인하는 과정을
보여드렸습니다.
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그럼 저와 다른 학자들이 찾아낸
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뇌의 다른 전문 영역들에 대해
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좀 더 빠르게 설명하겠습니다.
9:00 - 9:02

이 강연을 위해
저는 지난 달
9:02 - 9:04

스캐너에서 많은 시간을 보냈고
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제 뇌 속 영역들을
보여드릴 수 있습니다.
9:06 - 9:10

그럼 시작해볼까요.
제 뇌의 우측반구입니다.
9:10 - 9:12

이렇게 제 머리를
이쪽에서 보고 계십니다.
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두개골을 벗겨내고
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뇌 표면을 이렇게 본다고
상상해보세요.
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여러분이 보다시피
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뇌 표면은 모두 접혀 있습니다.
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안되겠죠.
뭔가 숨어있을 수도 있으니까요.
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우리는 전체를 보고 싶으니까
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뇌를 부풀려서 전체를 보죠.
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다음은 이런 이미지에 반응하는
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얼굴 영역에 대해 찾아봅시다.
9:30 - 9:32

뇌를 돌려서,
9:32 - 9:34

아래쪽 내부 표면을 볼까요.
9:34 - 9:36

바로 저기가 제 얼굴 영역입니다.
9:36 - 9:39

거기 오른쪽에
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보라색으로 보이는 다른 영역은
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색깔 정보를 처리할 때 반응하고
9:44 - 9:46

그 근처의 다른 영역은
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장소를 인식하는데 관여합니다.
9:49 - 9:52

지금 제가 이렇게
제 주위의 공간 배치를 보면
9:52 - 9:53

저기 초록색으로 보이는 영역이
9:53 - 9:55

왕성하게 활동합니다.
9:55 - 9:57

장소 영역은 뇌 표면에
하나 더 있고
9:57 - 10:00

거기에 얼굴 영역도
두개 더 있습니다.
10:00 - 10:02

또한 이 근처의 영역은
10:02 - 10:04

이런 움직이는 점 같은
10:04 - 10:06

시각적 운동을 인식하는데
10:06 - 10:07

선별적으로 관여하고
10:07 - 10:10

아래쪽 노란색으로
표시된 부분입니다.
10:10 - 10:13

그 근처의 영역은
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몸이나 몸 부위의
이미지를 볼 때 반응합니다.
10:16 - 10:19

저기 뇌 아래쪽에 보시는
10:19 - 10:21

밝은 초록색 부분입니다.
10:21 - 10:23

여태까지 제가 보여드린
영역들은 모두
10:23 - 10:28

시지각의 특정 측면에
관여합니다.
10:28 - 10:30

듣기와 같은 다른 감각에
10:30 - 10:33

특화된 뇌 영역도 있을까요?
10:33 - 10:36

예, 그렇습니다.
뇌를 약간만 돌려보면
10:36 - 10:38

여기 짙은 청색으로 표시된 영역을
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저희 팀이 몇달전에 발표했는데
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이 영역은
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음정있는 소리를 들을 때 이것들처럼
강하게 반응합니다.
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(사이렌)
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(첼로 음악)
10:50 - 10:52

(초인종)
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반대로 이 영역은
아주 익숙한 소리라도
10:55 - 10:57

선명한 음정이 없으면
10:57 - 10:59

강하게 반응하지 않습니다.
예를 들면
10:59 - 11:02

(박수 소리)
11:02 - 11:04

(드럼 소리)
11:04 - 11:07

(화장실 물 내리는 소리)
11:07 - 11:09

이 음정 영역 옆에는
11:09 - 11:12

말소리에 선별적으로 반응하는
11:12 - 11:14

영역이 있습니다.
11:14 - 11:16

이제 제 뇌 좌측 반구의
11:16 - 11:19

같은 부분을 보면
똑같지는 않지만
11:19 - 11:20

비슷합니다.
11:20 - 11:22

이 영역들은 대부분
크기만 다르게
11:22 - 11:24

좌우반구 둘다에 존재합니다.
11:24 - 11:26

제가 여태까지
보여드린 내용은 모두
11:26 - 11:29

감각의 관한 것이었습니다.
11:29 - 11:31

시각과 청각이요.
11:31 - 11:33

아주 고차원의 복잡한 정신 과정에
11:33 - 11:36

특화된 뇌의 영역도 있을까요?
11:36 - 11:38

예, 있습니다.
11:38 - 11:41

여기 분홍색은 언어 영역입니다.
11:41 - 11:43

오랫동안
11:43 - 11:45

뇌의 대부분이
11:45 - 11:47

언어 처리와 관련있다고 알려졌는데
11:47 - 11:49

아주 최근에야
11:49 - 11:50

이 분홍색 영역들의
11:50 - 11:53

매우 특정한 반응이
발견되었습니다.
11:53 - 11:55

이 영역들은
문장을 이해할 때는 반응하지만
11:55 - 11:58

다른 복잡한 사고를 할 때는
반응하지 않습니다.
11:58 - 12:00

암산이나,
12:00 - 12:03

정보를 기억하거나
12:03 - 12:05

음악에서
12:05 - 12:08

복잡한 구조를 감상할 때죠.
12:10 - 12:13

발견된 것 중
가장 놀라운 영역은
12:13 - 12:16

청록색으로 보이는 이곳입니다.
12:16 - 12:18

이 영역은 여러분이
12:18 - 12:22

다른 사람이 무엇을 생각할지
생각할 때 반응합니다.
12:22 - 12:24

터무니없는 것같지만
12:24 - 12:28

우리 인간들이
늘상 하는 일입니다.
12:28 - 12:30

여러분이 집에 늦게 들어갈 때
12:30 - 12:32

가족에게 전화하지 않으면
12:32 - 12:34

걱정할거라고
생각할 때,
12:34 - 12:38

그리고 저도 지금
그 영역을 사용하고 있습니다.
12:38 - 12:40

지금쯤 여러분들은
아직 밝혀지지 않은
12:40 - 12:42

저 회색 부분들에 대해
12:42 - 12:44

궁금해 할 거라고
생각하거든요.
12:44 - 12:46

대체 무슨 영역일까요?
12:46 - 12:48

저도 그게 궁금해서
12:48 - 12:50

제 실험실에서
일련의 실험을 통해
12:50 - 12:52

다른 특정 정신 기능에
12:52 - 12:54

특화되었을 수도 있는
뇌 부분들을
12:54 - 12:58

알아내려고 합니다.
12:58 - 13:00

하지만 저는
모든 주요 정신 기능이
13:00 - 13:02

뇌의 어느 특정 부분에
13:02 - 13:04

한정되어 있다고
생각하지는 않습니다.
13:04 - 13:08

생존에 필수적인
정신 기능들 조차도요.
13:08 - 13:10

사실 몇년전
제 실험실에 있던
13:10 - 13:11

한 과학자는
13:11 - 13:12

자신이 음식을 감지하는
13:12 - 13:14

뇌 영역을 발견했다고
13:14 - 13:16

굳게 믿은 적이 있습니다.
13:16 - 13:18

그 영역은 사람들이 이와 같은
13:18 - 13:21

이미지를 봤을 때 강하게 반응했죠.
13:21 - 13:24

더 나아가,
피실험자 12명중 10명이
13:24 - 13:26

거의 같은 곳에서
13:26 - 13:28

비슷한 반응을 보였습니다.
13:28 - 13:30

그는 한껏 고무되어서
13:30 - 13:31

실험실을 돌아다니며
13:31 - 13:33

이 커다란 발견으로
13:33 - 13:35

"오프라 쇼"에 나갈 거라고
얘기했어요.
13:35 - 13:38

하지만 후에 그는
결정적인 실험을 하게 됩니다.
13:38 - 13:41

이와 같은 음식 사진을
피실험자에게 보여주고
13:41 - 13:44

색깔과 모양은 아주 비슷하지만
13:44 - 13:48

음식이 아닌 사진을 보여준 뒤
비교를 했습니다.
13:48 - 13:50

그 영역은 두 가지 사진에
13:50 - 13:52

똑같이 반응했습니다.
13:52 - 13:53

음식 영역이 아니라
13:53 - 13:56

단순히 색깔과 모양을
좋아하는 영역이었어요.
13:56 - 13:59

"오프라 쇼"는 못 나가겠죠.
14:00 - 14:03

하지만 그렇다면
이제 의문점은
14:03 - 14:05

특화된 뇌 영역이 없는 기능들은
14:05 - 14:08

다 어떻게 처리되는가,
하는 것입니다.
14:08 - 14:10

제 생각에
그에 대한 답은
14:10 - 14:13

뇌에는 제가 설명한
아주 특화된 부분들 외에도
14:13 - 14:17

아주 다목적인 부분들이
많이 있어서
14:17 - 14:18

우리가 어떤 문제든
14:18 - 14:20

처리할 수 있다는 것입니다.
14:20 - 14:23

사실 우리는 최근에
14:23 - 14:25

여기 흰색 영역이
14:25 - 14:28

무엇이든 어려운
정신 노동에 반응함을
14:28 - 14:29

발견했습니다.
14:29 - 14:33

피실험자 7명한테
같은 결과가 나왔죠.
14:33 - 14:35

제가 오늘 설명드린
14:35 - 14:36

각각의 뇌영역은
14:36 - 14:39

모든 건강한 피실험자한테서
14:39 - 14:41

거의 같은 곳에 나타납니다.
14:41 - 14:42

여러분 중 어떤 분이라도
14:42 - 14:43

스캐너에 넣으면
14:43 - 14:46

이 모든 영역들을
찾을 수 있을겁니다.
14:46 - 14:48

제 뇌와 아주 비슷할 거에요.
14:48 - 14:50

영역들의 위치와 크기는
14:50 - 14:53

조금씩 다를테지만요.
14:53 - 14:56

제게 이 일이 중요한 이유는
14:56 - 14:59

이 뇌 영역들의 위치 자체보다
14:59 - 15:01

애초부터 우리의 사고와 뇌가
15:01 - 15:04

선별적, 특정적 부분들로
이루어져 있다는
15:04 - 15:05

단순한 사실입니다.
15:05 - 15:07

안 그럴 수도 있었어요.
15:07 - 15:10

뇌 전체가 하나의
15:10 - 15:11

다용도 프로세서로서
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스위스 군인칼보다는
15:13 - 15:15

일반적인 부엌칼과
같을 수도 있었겠죠.
15:15 - 15:18

그러나 뇌 영상이 보여준 것은
15:18 - 15:22

사람 두뇌의
다채롭고 흥미로운 모습입니다.
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우리는 머릿속에
15:24 - 15:25

다목적 기계를 갖고 있고
15:25 - 15:27

그외에도 아주 특화된
15:27 - 15:31

일련의 구성요소들을 갖고 있어요.
15:32 - 15:34

이 분야는 아직 시작 단계입니다.
15:34 - 15:37

인간 정신의 신경 초상화를 그리는
15:37 - 15:40

첫 붓질을 했을 뿐이죠.
15:40 - 15:43

가장 근본적인 질문들은
남아있습니다.
15:43 - 15:46

예를 들면 이들 각각의 영역은
정확히 무엇을 할까?
15:46 - 15:49

왜 세 곳의 얼굴영역과
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세 곳의 장소 영역이 있고
15:50 - 15:53

이 부분들 사이의
일 분담은 어떠할까?
15:53 - 15:56

둘째, 이 모든 기능들이
뇌 안에서
15:56 - 15:57

어떻게 연결되었을까?
15:57 - 15:59

확산 영상을 사용하면
15:59 - 16:01

뇌 내의 여러 부분을 연결하는
16:02 - 16:04

신경 섬유들을 추적할 수 있습니다.
16:04 - 16:05

여기 보이는 방법으로
16:05 - 16:09

각각의 뇌 신경 세포의
연결망을 추적할 수 있습니다.
16:09 - 16:12

어쩌면 언젠가
인간 뇌 전체의
16:12 - 16:14

연결 회로도를
볼 수 있을지도요.
16:14 - 16:16

셋째, 이런 체계적인 구조가
16:16 - 16:19

어떻게 형성될까?
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유아기의 성장 과정과
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종의 진화 과정 둘 다에서요.
16:25 - 16:27

그런 질문들에 답하기 위해
16:27 - 16:28

현재 과학자들은
16:28 - 16:31

다른 종인 동물들의 뇌와
16:31 - 16:36

인간 유아의 뇌를
영상화 하고 있습니다.
16:37 - 16:41

많은 사람들이 신경과학 연구에
들어가는 많은 비용을
16:41 - 16:43

알츠하이머나 자폐증 같은
뇌 장애 치료에
16:43 - 16:47

언젠가 도움이 될 수 있다는
이유로 정당화합니다.
16:47 - 16:49

그것은 엄청나게 중요한 목표이고
16:49 - 16:52

제 연구가 어떻게든
공헌할 수 있다면 기쁘겠지만
16:52 - 16:55

세상에서 고장난 것을 고치는 일만
16:55 - 16:58

값진 일은 아닙니다.
16:58 - 17:01

사람의 사고와 뇌를
이해하려는 노력은
17:01 - 17:04

병을 하나도 못 고친다고 해도
17:04 - 17:05

가치가 있는 일입니다.
17:05 - 17:08

본질적으로 우리가 누구인지,
17:08 - 17:11

사람의 경험의 기저를 이루는
17:11 - 17:13

기본적인 구조를 이해하는 것보다
17:13 - 17:16

더 흥분되는 일이 어디 있겠습니까?
17:16 - 17:19

이것이야말로 역사상 가장 중요한
17:19 - 17:22

과학 탐구라고 생각합니다.
17:22 - 17:28

(박수)

Title:: 인간 정신의 신경 초상화
Speaker:: 낸시 캔위셔 (Nancy Kanwisher)
Description:: 뇌 영상학의 선구자 낸시 캔위셔는 fMRI 스캔을 사용해 (종종 자신의) 뇌 영역 활동을 관찰합니다. 그녀와 동료 연구원들이 발견한 것은 우리의 뇌가 아주 특화된 구성요소와 다목적 "기계" 둘 다로 이루어져 있다는 것입니다. 또 다른 놀라운 점은, 아직도 많은 것이 밝혀지지 않았다는 것입니다.

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Video Language:: English
Team:: closed TED
Project:: TEDTalks
Duration:: 17:42

	Jeong-Lan Kinser edited Korean subtitles for A neural portrait of the human mind
	Jeong-Lan Kinser edited Korean subtitles for A neural portrait of the human mind
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	Sieun Lee edited Korean subtitles for A neural portrait of the human mind
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Revision 17 Edited

Jeong-Lan Kinser

인간 정신의 신경 초상화

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