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꿈을 저장한다는 꿈 벤젠benzene은 다양한 화학 공정에서 필수적인 용매로 쓰이는, 현대 산업에서 결코 빼놓을 수 없는 탄화수소 물질이다. 벤젠은 육각형 고리의 구조를 갖고 있는데, 이 구조는 독일의 화학자인 프리드리히 아우구스투스 케쿨레Friedrich August Kekulé가 처음으로 밝혀냈다. 1865년, 난로 옆에서 깜빡 잠에 빠진 케쿨레는 꿈속에서 자기 자신의 꼬리를 물고 빙글빙글 도는 뱀 한 마리를 보게 된다. 케쿨레는 당시 그가 고민하고 있던 벤젠의 구조가 “혹시 꿈에 나온 뱀처럼 고리의 형태가 아닐까?” 하는 아이디어를 떠올리게 되었고, 이를 통해 벤젠의 구조를 알아낼 수 있었다. 꿈에서 영감을 받은 위대한 발견을 이야기할 때마다 빠지지 않는 케쿨레의 이 일화는 후대에 각색된 것이라는 주장도 있는데 그의 ..
일론 머스크는 왜 뇌공학 기업을 설립했을까 인류는 인공지능의 도전에 직면하고 있습니다. 인간이 인공지능과 맞서 싸울 수 있는 유일한 방법은 인간의 뇌 위에 인공지능 층layer을 만들고 자연적인 두뇌와 인공두뇌를 연결하는 것뿐입니다. 일론 머스크는 구체적인 실행 방안까지 제시했다. 뉴럴 레이스Neural Lace라는 액체 그물망 형태의 전극(‘뉴럴 레이스’의 ‘레이스’는 옷깃에 붙이는 그 레이스를 뜻한다)을 머릿속에 삽입해 뇌 활동을 매우 정밀하게 읽어 들이고, 궁극적으로는 지식과 정보를 뇌에 주입하는 장치를 만들겠다는 계획이었다. 머스크가 아닌 다른 사람이 이런 말을 했다면 아마도 허황된 소리라며 비웃음을 샀을지 모르겠다. 하지만 수많은 불가능을 현실로 바꾼 일론 머스크의 도전은 대중들로 하여금 가까운 미래에 영화 〈매트릭스The Matrix〉..
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피드백 고리 연결하기 뇌에서 밖으로 나가는 신호의 방향을 바꿔 로봇 팔을 조종하는 방법에는 단점이 하나 있다. 뇌가 손끝에서 들어오는 감각의 피드백을 받지 못한다는 것. 지금 달걀을 너무 세게 잡았는지 너무 가볍게 잡았는지 알려면 눈으로 보는 수밖에 없다. 그러다 보니 대개는 때가 너무 늦은 뒤에야 달걀을 잘못 잡았다는 사실을 깨닫게 된다. 귀마개를 하고 입으로 옹알이를 하는 아기와 비슷하다. 해결책은 피드백 고리를 연결하는 것이다. 이를 위해서는 활동의 패턴을 체성감각피질로 재빨리 전달해야 한다. 로봇 팔이 목표에 닿았을 때 특정한 활동 패턴이 체성감각피질로 전달된다면(손끝의 감촉이 전달될 때와 같다), 로봇 팔 사용자는 손이 구체적인 질감과 접촉한 것 같은 느낌을 받는다. 로봇 팔이 또 다른 물체를 만지면, 질감도 달라진..
운동피질, 마시멜로, 달 1995년 12월 초에 장도미니크 보비는 세계 최고였다. 파리에서 잡지 〈엘〉의 편집장으로 일하면서 프랑스 사교계 최고의 인물들과 어울렸다. 어느 날 오후 아무런 예고도 없이 심한 뇌중풍 발작이 그를 덮쳤다. 그는 즉시 깊은 혼수상태에 빠졌다. 20일 뒤 그는 깨어났다. 의식이 깨어나서 주위를 보고, 사람들의 말도 알아들을 수 있었다. 하지만 몸을 움직일 수는 없었다. 팔도, 손가락도, 얼굴도, 발가락도 전혀 움직이지 않았다. 말도 할 수 없고, 소리를 지를 수도 없었다. 그는 자신이 유일하게 움직일 수 있는 부위가 왼쪽 눈꺼풀임을 알게 되었다. 그곳만 제외하면, 그는 자신의 몸이라는 얼어붙은 감옥에 갇힌 신세였다. 끈기 있는 치료사 두 명의 도움으로 그는 마침내 아주 천천히 의사를 전달할 수 있게 되었..
뉴런이 자기들의 사회적 연결망을 확장하는 법 앞에서 우리는 겨우 한 시간밖에 안 되는 아주 짧은 시간 안에 뇌에서 신속히 변화가 일어날 수 있음을 보았다. 그런 대규모 변화가 어떻게 그토록 빨리 일어날 수 있을까? 촉각과 청각을 담당한 영역에서 새로운 시냅스가 자라나 일차 시각 피질까지 뻗어 오기에는 너무 짧은 시간이다. 따라서 이 실험 결과는 시냅스가 이미 존재했음을 시사한다. 사실 많은 뉴런이 이미 서로 연결되어 있지만, 억제가 워낙 강해서 기능하지 못할 뿐이다. 억제에서 풀려나면 그들은 목소리를 낼 수 있게 된다. 내 친구들 사이에 큰 불화가 생겼다고 상상해보자. 어느 파티(그날은 모두 제정신이 아니었다)에서 발생한 비극적인 오해 때문에 나는 가장 친한 친구들을 모두 잃었다. 친구들과의 관계에서 들어오던 신호가 갑자기 예전보다 줄어들자, 나는..
새로운 감각을 맞을 준비가 되었는가 이번 장에서 우리는 새로운 감각의 창조를 살펴보았다. 진화과정에서 우연히 발생한 유전적 돌연변이가 어떤 정보원을 전기신호로 변환해준다면, 뇌는 그것을 플러그 앤드 플레이처럼 취급해서 해석할 수 있다. 피질의 어느 영역과 눈을 연결하면, 그곳이 시각 피질이 된다. 거기에 귀를 연결하면 청각 피질이 되고, 피부를 연결하면 체성감각피질이 된다. 여기서 우리는 자연이 부리는 커다란 술수 중 하나를 알 수 있다. 세상의 새로운 에너지원을 이용하기 위해 매번 백지상태에서부터 뇌를 재설계할 필요는 없다는 것. 대신 새로운 주변장치만 설계하면 된다. 빛 감지기, 가속도계, 압력계, 적외선 감지기, 전기 수용체, 손가락처럼 생긴 코 등 자연이 상상할 수 있는 모든 장치가 여기에 속한다. 또한 자연의 피조물들이 스스로 상..
새로운 감각중추 상상하기 토드 허프먼은 바이오해커(대학이나 연구기관 등에 소속되지 않은 채 생명과학 연구를 하는 사람―옮긴이)다. 그의 머리는 이런저런 원색으로 염색되어 있을 때가 많은데, 그 점을 제외하면 그의 외모는 벌목꾼과 구분하기 힘들다. 몇 년 전, 토드는 작은 네오디뮴 자석 하나를 우편으로 주문했다. 그는 배달된 자석을 소독하고, 수술칼도 소독하고, 자신의 손도 소독한 뒤, 자석을 손가락에 이식했다. 이제 토드는 자기장을 느낄 수 있다. 전자기장에 그가 노출되면 자석이 작동하고, 그의 신경이 이 감각을 인지한다. 보통 인간은 알 수 없는 정보가 그의 손가락에 있는 감각통로를 통해 뇌로 전달된다. 그의 지각은 그가 처음 전기스토브 위의 팬에 손을 뻗었을 때 확대되었다. 스토브는 커다란 자기장을 발산한다(코일에 흐르는 전..
아이 튠즈 2 1980년대 초 네덜란드의 물리학자 페터르 메이어르가 시각 정보 전달에 귀를 이용하는 아이디어의 배턴을 이어받았다. 그는 반향정위를 이용하는 대신, 시각 정보를 소리로 변환하는 방법을 고민했다. 그는 바흐이리타가 시각 정보를 촉각으로 변환한 것을 보았지만, 귀가 정보를 흡수하는 능력이 그보다 큰 것 같다고 짐작했다. 귀를 수단으로 선택했을 때의 결점은 시각 정보를 소리로 전환하는 것이 바흐이리타의 방법보다 덜 직관적이라는 점이었다. 바흐이리타가 사용한 치과 의자는 피부를 직접 눌러 원, 얼굴, 사람 등의 형태를 전달할 수 있었다. 하지만 수백 화소의 시각 정보를 어떻게 소리로 변환할 수 있을까? 1991년까지 메이어르는 데스크톱 컴퓨터에서 쓸 수 있는 장치를 개발했고, 1999년에는 이것이 휴대용 장치가..

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