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신경과학이란?

Neuro-science, 신경과학이란 뇌를 비롯한 신경계의 구조, 기능, 발달 등을 연구하는 학문
신경과학, 뇌과학?

뇌는 중추 신경계의 일부. 신경과학이 포괄적 용어

정신 활동은 신경계-면역계-소화계-운동계 등 복잡한 관계
마음, 지능, 의식 등은 아직 미지의 영역

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신경과학의 �대중커뮤니케이션 필요성

“increasing pressure for neuroscientists to communicate”(Illes et al. 2010)
신경과학의 커뮤니케이션이 중요한 이유?

- 뇌신경과학의 빠른 발전, fMRI 등 새롭고 강력한 도구 출현으로 밝혀진 새로운 사실 대중에게 전달할 필요성

- 사회, 윤리, 정체성, human enhancement, 정신질환 이해 등 복잡한 함의; “neurologism” 신경과학과 사회 intersection에 따른 복잡한 현상들 출현 neurorealism

- Hype의 우려, 신경과학분야 “particularly prone to misinformation and inaccurate reporting”. 특히 “Sensational media”, 자기계발, 신경교육 등

- 군사적 이용 등 bias에 대한 우려(우리나라의 경우 특히 ‘軍産學 동맹체제’에 대한 윤리적 감수성 낮음)

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신경과학의 피할 수 없는 등장

1990년 미국은 90년대를 “뇌의 10년대(Decade of the Brain)”로 선언했고, 이후 신경과학이 하나의 분야로 수립. 이후 유럽도 그 뒤를 따름.
“신경기술과학(neuro technoscience)의 피할 수 없는 등장”(로즈 부부, 2015) 動因; 신경과학자 - 생물학의 마지막 프론티어, 즉 인간의 뇌를 이해하고, 뇌를 통해서 마음 자체를 이해하려는 시도; 정신병 학자 - 내과의나 외과의와 동등한 지위를 얻기 위해 필요한 과학적 기반; Big Pharma 환자들에게 전례를 찾아볼 수 없는 강력한 치료를 약속하면서 블록버스터급 약품을 통한 이윤추구;

각국 정부 – 엄청난 부를 창출할 수 있는 잠재력

새로운 천년대가 시작할 무렵 연구자들은 신경과학이 이제 “정신의 시대(Decade of the mind)”에 진입했다고 주장
뇌신경과학은 인간유전체계획과 마찬가지로 국가와 자본에 의한 강력한 Initiative에 의해 shaping
정당화와 지지, 신뢰 획득을 위해 대중과의 소통, 특히 교육을 강조. “Trust, reciprocity and transparency” 중요한 요소로 거론

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fMRI

기능적 자기 공명 영상(Functional magnetic resonance imaging) 혈류 변화를 감지하여 뇌 활동을 측정

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뇌의 활동을 측정한다

우리 몸의 에너지 20% 이상 뇌에 공급, 에너지를 위해 산소 필요
시각, 감각운동 등에 따른 ‘산소포화 헤모글로빈(Oxyhemoglobin)’ 상대적 변화 측정

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EEG의 이용

“뇌파”, “뇌전도(electroencephalography, EEG)”라 불리는 뇌의 전기신호. 독일 생리학자 한스 베르거 1920년대에 처음 발견.
감마, 베타, 알파 등 여러 종류
신경 신호가 전달되는 과정에서 나타나는 부산물

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brain-computer interfaces(BCI)

뇌파를 이용해서 뇌의 기능을 연구. 뇌-컴퓨터-인터페이스(BCI), 뇌-기계-인터페이스(BMI) 등 연구가 활성화

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침습형 or 비(非)침습형

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침습형 BMI

가톨릭관동대 연구팀(2019.04)
붉은털원숭이 대뇌피질 안쪽에 가로세로 4㎜ 크기의 미세전극 칩 2개를 심는 수술. 하나는 원숭이의 생각을 읽어내기 위한 칩, 다른 하나는 로봇팔로 인식한 정보를 역으로 원숭이 뇌에 전달하기 위한 칩
"사지마비 환자들에게 평범한 일상을 돌려주고 삶의 질을 높일 수 있는 재활 기술"

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뇌심부자극술(Deep Brain Stimulation, DBS)

뇌전증(간질)이나 파킨슨병과 같은 질환을 치료
다른 치료가 불가능한 환자의 뇌 속에 있는 시상하핵이라는 곳에 전극을 심는 신경조절 기술을 통해 치료효과

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일론 머스크 “Neuralink”

쥐의 뇌에 폴리머 전극 삽입(2019)
원숭이, 생각만으로 비디오 게임(2021)

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“신경주의”의 대두

신경과학의 빠른 발전과 새로운 발견들에 대한 보도가 늘면서, 신경과학과 사회의 관계가 복잡해지면서 모든 것을 신경과학으로 설명할 수 있다는 식의 생각 팽배 “neurologism”
Neuro-realism, neuro-myths, neuro-marketing, neuro-education 등 “neuro”라는 접두사가 붙은 수많은 개념, 분야, 제품들의 홍수
대중 문화에서도 신경과학의 주제를 포함하는 영화, 드라마, 서적, 웹툰 등 봇물

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신경본질주의와 환원주의

신경과학이 개인과 사회, 개인과 집단의 정체성 인식 등에 크게 영향. 신경과학 지식이 삶, 가족, 사회, 문화, 정부, 경제, 예술, 여가, 종교 등 자신의 존재에서 가장 중요한 것으로 꼽았던 거의 모든 요소들을 급격하게 reshaping(Lynch, 2009).
fMRI 영상과 같은 Neuroimaging을 통한 시각화가 우리 스스로를 규정하는 방식을 뇌신경화학적 개념으로 정식화, 우리가 자신과 동료 인간들을 생각하는 방식에 근본적인 변화(Farah, 2012).
우리가 스스로를 “신경화학적 존재(neurochemical self)”로 규정(Rose, 2007)
자유의지(free will)를 둘러싼 논쟁. “인간의 행동은 신경 세포 다발과 그와 연관된 분자들의 활동”에 지나지 않는다고 말했음(크릭, 2015)
신경본질주의(neuro-essentialism)에 대한 우려(로즈 부부, 2019)

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Hype - 뇌와 관련된 “속설들”

신경과학의 기반이 거의 또는 전혀 없는 속설들 (좌우뇌, 남녀차이)
생명공학과 달리 신경과학에는 아직 기본적 이론이 부재

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일반인의 평균 뇌 사용 10%?
뇌에 관한 속설들 중에서 가장 대표적
신경과학은 공통된 이론적 토대 부재로 속설이나 과장에 특히 취약

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뇌는 클수록 좋다?

1903년에 미국의 해부학자 E. A. 스피츠카(E. A. Spitzka)는 “저명인사”의 뇌 크기와 형태에 대한 논문 발표

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아인슈타인의 뇌는 특별?

토마스 하비 1955년 아인슈타인 뇌 훔쳐, 240조각으로 배분

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사회적 문제; 성급한 적용과 상업화

신경신화(neuromyths)의 확산과 무분별한 적용. “가짜과학”과 진짜 과학의 경계 흐려짐
자기계발서, 신경약물(똑똑해지는 약, “smartdrug”), 뇌 마사지, 신경교육, 사회 정책 등에 성급하게 적용 (로즈 부부, 2019)
일본 교육열이 높아 뇌 발달의 여러 단계에 대해 사회적 관심, “어느 시기에 영어를 가르치는 것이 가장 효과적인가?”, “비디오 게임, 스마트폰, 애니메이션이 아이들에게 미치는 영향은 무엇인가?”와 같은 주제에 대중적 관심 (Illes et al. 2005)

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결정적인 1001일?

조기개입(Early Intervention), 조기교육의 근거로 활용되는 신경과학
대부분의 뇌 발달이 생후 몇 년 이내. 신생아의 뇌는 성인 뇌의 25%, 한 살이 지나면 60%, 10세 95퍼센트에 도달. “18개월까지 뇌 연결이 초당 100만개 속도로 생성!”
이런 주장은 뉴런이나 시냅스가 많을 수록 좋다는 가정에 근거. 그러나 뉴런은 초기에 과잉생산, 이후 성장과정에서 ‘세포 자멸(自滅)’ 과정을 거쳐 일부만 배선. (많은 정자 중 한 두개만 수정과 비슷)성인이 되면 3세 뉴런 숫자의 절반 이하만 남음
시냅스는 고도로 역동적, 사라지고 다시 생성

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“뇌 탓이오”

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지능이란?

신경과학 열풍은 최근 4차산업혁명론, 인공지능과 연결되어 증폭(인공신경망)
그러나 아직도 지능, 마음, 의식 등은 여전히 수수께끼
진화 과정에서 지능이 어떻게 출현했는지(emerge) 논쟁의 대상

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지능은 직립의 부산물?

진화생물학, 인간 진화의 가장 중요한 사건을 직립으로 보는 경향(약 390-290만 년전루시, 오스트랄로피테쿠스)
지능은 직립에 따른 부산물로 출현했을 가능성도 있음

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뇌의 진화

뇌의 진화는 땜질(tinkering)처럼 구조를 더해간 과정. 필요할 때마다 덧붙임

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지하철 건설 과정과 뇌의 진화

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과열된 포스트 휴먼 논의

최근 생명공학과 나노, 인공지능, 신경과학 등 신기술의 발전에 힘입어 “Post-human”에 대한 논의가 무성
레이 커즈와일(Ray Kurzweil)의 “특이점(singularity)이 온다” 류의 기술중심 미래 예측이 근거없이 남발되고, 언론에 의해 증폭되어 일반인들은 물론이고 인문 사회학자들까지 압도되고 있는 상황
아직 지능이 무엇인지, 인류 진화과정에서 지능의 발생이 어떤 역할을 했는지도 밝혀지지 않은 상황에서 전형적인 기술결정론(technological determinism)
상당수 생명공학, AI 연구자들이 이러한 hype 조장

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경계 흐려짐

“인간과 비인간”, “natural vs artificial”의 전통적인 경계 불분명해짐
보철(補綴)과 증강의 경계는? – 증강론자들의 논변으로 작용
남아프리카 육상선수 오스카 피스토리우스

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오스카 피스토리우스

오스카 피스토리우스는 블레이드러너(Blade Runner), 즉 안드로이드로 유명했는데, 장애인올림픽에서 100, 200, 400, 400계주에서 세계신기록을 냈고, 2011년 대구 세계육상선수권 대회에서 은메달을 따냈다. 이후 세계선수권과 하계올림픽에서 그의 출전을 거부. 장애가 있어서가 아니라 의족이 다른 경쟁자들에 비해 우월한 enhancement로 작용할 것을 우려했기 때문(도핑이나 전신수영복과 같은 의미) (브렛 킹, 2016, “증강현실”, 백승윤, 김정미 옮김. 미래의 창)

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윤리적 문제, 치료 or 향상

인간 증강(human augmentation), 또는 인간 향상(human enhancement) 둘러싼 논쟁에서 신경과학은 중요한 초점
Bioconservatism은 어디까지 향상을 허용할 것인가라는 문제(degree of enhancement)에서 치료에 국한해야 한다는 입장. 인간에게 기술이 침범할 수 없는 고유한 영역, 본질(kernel)이 존재하며, 그것을 지켜야 한다는 입장
마이클 샌델 “강화와 유전공학에 따르는 중요한 문제가 인간의 노력과 주체성을 훼손한다는 것이 아니라 우리의 목적과 욕구를 충족시키기 위해 인간 본성을 비롯한 자연을 개조하려는 프로메테우스적 열망을 대표한다는 사실이다.”

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Bioconservative vs. transhumanist

“그리고 그런 태도는 인간의 능력과 성취가 우리 각자에게 주어진 선물이라는 관점을 놓치고 있으며, 심지어 그런 관점을 파괴할 수도 있다”.(샌델, 2016)
반면 트랜스휴머니즘(transhumanism)은 생명공학, 나노, 정보기술, 로봇 등의 emerging technolgy를 적극적으로 이용해서 인간의 한계를 극복하고, 질병을 물론 인지적 한계나 심지어 죽음까지 극복할 수 있다는 입장. deep human enhancement

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신경과학과 새로운 우생학

인간 증강과 새로운 우생학
증강(augmentation) 또는 강화(enhancement)는 우생학적 경향성을 내재. 증강이나 강화의 방향성, 즉 정향성(orientation)이 기본적으로 우리 사회에 내재된 지배적인 이념형(ideal type)을 지향할 수밖에 없기 때문. 그것은 오늘날 세계적으로 유행하고 있는 슈퍼히어로 물에 등장하는 인간형, 아이언맨을 모형

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perfect baby

증강이나 향상의 문제점은 그것이 지향점으로 삼는 이념형이 결국 오늘날 지배적인 특성. 즉, 백인-상류층-남성과 서구 사회의 생활상을 그 이념형으로 삼으면서 19세기 우생학적 편향의 문제점을 그대로 되풀이할 수밖에 없게 되며, 문화나 역사 그리고 인간적 특성의 다양성이 들어설 자리를 잃게 된다는 것이다.

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사회적 불평등 심화

신경과학 기술이 실현되었을 때 실제로 그러한 기술에 대한 “접근가능성”을 둘러싸고 사회적 불평등이 심화될 가능성이 매우 높다.
오늘날 전지구적 사유화체제(globalized privatization regime) 속에서 기술은 철저히 자본에 복속되기 때문에 개발 초기의 비용을 회수하려는 경향성 속에서 높은 가격을 지불할 수 있는 사람들은 기존의 사회구조에서 지배적인 지위에 있는 사람들로 한정될 가능성이 높다. 접근에서의 “지체” 현상

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신자유주의와 신경과학

신경과학이 인간의 정체성과 정신활동을 개인의 뇌와 신경활동으로 환원시키려는 경향이 신자유주의의 이데올로기를 강화시킬 가능성
“이 분야가 각광을 받는 이유는 단지 혁신을 통한 부의 창조라는 측면 이외에도 집단에서 개인으로 옮아가는 신자유주의의 관심과 훌륭하게 맞아떨어지기 때문이다. 개인의 뇌의 작동방식에 대한 신자유주의의 몰입, 그 뇌의 소유자가 활발한 사회적 상호작용을 하고 있더라도 개인을 뉴런(신경세포)과 시냅스(신경세포들 사이의 연결부)로 환원시키는 접근방식은 개인에 초점을 두는 신자유주의에 부합한다. 즉, 각각의 ‘신경-자아(neuro-self)’가 자신의 복지에 책임을 져야 한다는 생각과 일치하고, 이런 이념은 개인 맞춤형 의료 관리의 전망을 통해 지속된다.”(로즈 부부, 2019)

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정신 질병의 이해에 미치는 영향

뇌신경과학이 새로운 사회 계층의 범주화(new classifications)를 낳을 가능성. 가령 진단기술의 발전으로 이전에는 존재하지 않던 정신 질환이 나타나면 과거에 없던 환자군과 그들을 둘러싼 사회 집단이 탄생할 수 있음
그동안 정신질환에 대해서 사회가 가했던 낙인찍기(stigmatization)를 완화시켜 줄 수 있을 것인가? 아니면 오히려 기존의 낙인 효과를 강화하거나 증폭시킬 것인가?
또는 지금까지 존재하지 않던 새로운 범주의 부적응자(unfit)를 양산할 것인가?
신경과학이 그동안 사회적 편견이나 배제의 대상이었던 정신질환자나 주의력 결핍 및 과잉 행동 장애(attention deficit hyperactivity disorder, ADHD), 또는 자폐 집단에 대한 사회적 포용력(tolerance)을 높여줄 수 있을 것인가?
성적 소수자, 젠더에 따른 사회적 불평등을 해소시킬 수 있을 것인가?

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신경과학의 군사적 bias

인공지능, 로봇 기술, 그리고 신경과학 기술에 가장 많은 연구비를 지원하는 곳 중 하나는 미국 국방고등연구계획국(US Defense Advance Research Projects Agency, DARPA).

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Darpa Robotics Challenge

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SGR -AI (2006년 휴전선 배치)

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신경과학 “민주적 거버넌스” 수립

1990년대 이래 생명공학, 나노, 로봇, 인공지능 신경과학 등 신흥기술(emerging technology)에 대해 시민사회 진영의 참여와 과학 민주화 물결
과학기술을 전문가에게만 맡겨두지 않고 시민들이 적극적으로 참여, 개발 방향 의사결정, 긍정적 부정적 영향 평가, 모니터링 등 활발
우리나라에서도 2017년 신고리 5,6호기 공사재개 공론조사의 경험
신경과학이 사회적 불평등을 강화시키거나 군사기술 등에 이용되지 않고, 전인류에게 그 혜택이 돌아갈 수 있도록 민주적 거버넌스(governance) 수립 필요성

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주요 참고문헌

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로즈 힐러리 & 스티븐 로즈, 2015, “급진과학으로 본 유전자 세포 뇌” 김명진, 김동광 옮김, 바다출판사
로즈 힐러리 & 스티븐 로즈, 2019, “신경과학이 우리의 미래를 바꿀 수 있을까?” 김동광 옮김,이상북스
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Illes Judy, Colin Blakemore, Mats G. Hansson, Takao K. Hensch, Alan Leshner, Gladys Maestre, Pierre Magistretti, Remi Quirion and Piergiorgio Strata, 2005, International perspectives on engaging the public in neuroethics, Nature VOLUME 6 | DECEMBER 2005, pp 977-982
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