머리 속 컴퓨터

 

ComputerInBrain

 

당신의 머리안의 컴퓨터?

Dr. Eric H. Chudler Originally published in ODYSSEY magazine, 10:6-7, 2001 (March), Cobblestone Publishing Co.

수많은 조각으로 이뤄져 있고, 대략 1.4 킬로그램이 나가며, 전자화학적인 에너지로 작동이 되는게 무엇일까? 만일 당신이 소형 컴퓨터라고 생각한다면, 대답은 “틀렸다”이다. 만일 당신이 인간의 뇌라고 생각한다면, 정답이다! 인간의 뇌: 당신에게 자전거를 타고, 책을 읽고, 농담에 웃고, 당신의 친구의 전화 번호를 기억하도록하는 하얀 핑크색 티슈 덩어리. 그리고 그것은 단지 starters를 위해 있다. 당신의 뇌는 당신의 감정, 식욕, 잠, 심박수와 호흡을 통제하며, 당신의 두뇌가 바로 당신이며, 당신이 할 모든 것 들이다.

놀랄 만한 뇌는 많은 다른 물건과 장치와 비교되었다– 거미 웹부터 전화 스위치보드에서 시계까지. 오늘날, 사람들은 그것을 컴퓨터와 비교하고 싶어한다. 과연 당신의 뇌는 당신의 책상에서 윙윙거리는 금속 박스와 정말로 같은가? 둘 사이에 유사점과 차이점를 살펴보자.

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컴퓨터와 뇌는 에너지를 둘 다 필요로한다. 당신의 컴퓨터를 벽에 연결하고 버튼을 누르면, 그것은 에너지를 얻어 작동하게 될 것이다. 플러그를 빼면, 그러면 그것은 꺼질 이다. 당신의 뇌는 다른 방법으로 작동한다. 당신이 먹는 음식으로부터 포도당 형태로 그 에너지를 얻는다. 당신의 음식물도 적절한 뇌 기능을 위한 본질적인 재료(예컨대 비타민과 미네랄)를 제공한다. 컴퓨터와 다르게, 당신의 뇌는 어떤 꺼짐 스위치도 가지지 않는다. 심지어 당신이 자고 있었을 때도, 당신의 뇌는 활동적이다.

비록 컴퓨터와 두뇌가 다른 타입의 에너지에 의해 동력을 공급하게 되지만, 그들 둘 다는 전기 신호를 정보를 전도하기 위해 사용한다. 컴퓨터는 통제 장치에 전기 신호를 철사를 통해 전달한다. (당신의 뇌도 전기 신호를 보낸다. 그러나 그것은 그들을 신경 세포(뉴런이라고 불리는)를 통해 전달한다. 뉴런의 신호는 정보를 다른 뉴런과 통제 샘, 기관 또는 근육으로 전달된다.

정보가 옮겨지는 방법의 근본적인 차이는, 컴퓨터는 전기 회로를 통하여 그리고 신경 세포를 통하여 당신의 뇌로 정보를 전달 한다는것이다. 컴퓨터가 켜질 때, 전기 신호도 기계의 부품에 도달 할 수도 안 할 수도 있다. 바꾸어 말하면, 컴퓨터는 on 또는 off의 스위치를 사용한다. 신경계에, 뉴런은 단순한 on/off 이상이다. 개개의 뉴런은 다른 수천의 뉴런으로부터 정보를 받을지도 모른다. 정보가 1 뉴런부터 다른 것까지 옮겨지는 지역은 시냅스라고 불린다. 뉴런 사이의 작은 틈은 시냅스에 위치한다. 정보가 1 뉴런부터 다른 것까지 옮겨질 때, 화학적인(“neurotransmitters”) 분자는 1 뉴런의 끝으로부터 놓아주게 된다. 신경전달물질은 틈을 가로질러 그들이 receptors라고 불리는 특별한 구조에 붙기 위해 receiving neuron에 도착하기 위해 이동한다. 이런 결과로 receiving neuron 내의 작은 전기 응답이 생기게 된다. 그러나, 이 작은 응답은 메시지가 계속될 것임을 의미하지 않는다. 기억하고 있어라, receiving neuron은 많은 시냅스에 작은 수천의 신호를 얻고 있을지도 모른다. 이 시냅스 모두 총 신호가 어떤 평평한 의지를 초과할 때만 큰 신호(“활동 전위”)가 생성되며, 메시지는 계속 되는것이다.

Form. . .and Function

길의 차이에도 불구하고 메시지는 철사와 뉴런통해 보내지며, 컴퓨터와 뇌는 많은 유사한 기능을 수행한다. 예를 들면, 양쪽 모두는 기억을 저장할 수 있다– 컴퓨터는 칩, 디스크와 CD-ROM 위에서 그것을 하며, 뇌는 뇌 전체에 neuronal한 회로를 사용한다. 컴퓨터와 뇌는 새로운 작업을 수행하기 위해 수정될 수 있다. 새로운 하드웨어와 소프트웨어는 컴퓨터에 추가적인 기억과 프로그램을 더하기 위해 설치될 수 있다. 뇌는 계속적인 수정을 거치고, 새로운 것을 배울 수 있다. 뇌가 때때로 그 자체를 필요하면 답전으로 칠 수 있다! 예를 들면, 뇌에 몇가지 종류의 상처 후, 손상되지 않은 뇌 조직은 상처입은 지역 옆에서 이전에 수행하던 기능을 이어받는 것이다. 그 하드 드라이브가 실패하고 난 후에, 컴퓨터가 스스로 답전으로 치는 것을 보고 싶다!

컴퓨터와 뇌는 그들의 환경을 감시할 능력이 있고, 행동으로 그들의 환경을 조작하기 위해 대응한다. 컴퓨터에 붙여지는 센서는 온도, 습도와 가벼운 수준의 견본을 뽑을 수 있다. 그들이 받는 정보에 대응하여 컴퓨터는 통제 히터, 빛과 다른 장비에 프로그램될 수 있다. 당신의 뇌는 또한 당신의 눈, 귀, 코, 입과 피부에서 센서 또는 receptors에 연결된다. 당신의 뇌는 자동적으로 감각기관 정보(그것이 매우 추운 때를 흔들리기 위해 당신의 몸에 일으키는 것와 같은)에 응답할지도 모르며, 또는 그것에 의해 당신이 당신의 행동을 바꾸게 될지도 모른다. 예를 들면, 만일 방이 너무 추우면, 당신의 뇌는 근육에 당신에게 더 따뜻한 장소로 이동하게 하거나, 스웨터를 입도록 신호를 보낼지도 모른다.

당신의 컴퓨터의 내부의 섬세한 내용은 어려운 표지에 의해 보호된다. 당신의 두개골은 유사한 기능을 당신의 뇌에 제공한다. 그럼에도 불구하고, 컴퓨터와 뇌의 외부고 내부 구성요소는 위험에 모두 영향받기 쉽다. 만일 당신이 당신의 컴퓨터를 떨어뜨리거나, 그것을 바이러스에 감염시키거나, 거대한 힘이 가해지도록 해서이동한다면, 당신의 귀중한 기계가 수리가게로 가게 될것이다. 손상되는 부품이 교체되든지, 또는 바이러스에 의한 위험이 제거될 때, 당신의 컴퓨터는 새로운 만큼 좋아야만 한다. 불행히도, 뇌는 수리하기 쉽지가 않다. 그들은 깨지기 쉬우며 손상된 뇌조직을 고칠 어떤 교체 부품도 없다. 그러나, 과학자들이 신경 세포가 이동하고, 부상당하는 뇌가 수리되는 길을 조사함에 따라 뇌가 손상되고 신경학적으로 무질서한 사람들에게 희망이 되고 있다.

The BIG Difference

컴퓨터와 당신의 뇌의 가장 큰 차이는 의식이다. 비록 당신이 의식을 기술하는 것은 어려울지도 모르지만, 당신은 당신이 여기에 있다는 것을 알고 있다. 컴퓨터는 그런 인식을 가지지 않는다. 비록 컴퓨터가 현저한 계산의 묘기를 깜짝놀랄 속도로 수행할 수 있지만, 그들은 감정, 꿈과 우리를 인간이게 하는 것의 본질적인 부분인 생각을 경험하지 않는다. 적어도 아직! 인공 지능에 관한 현재의 연구는 컴퓨터와 로봇에 발전하고 있는 감정적인 능력 쪽으로 나아가고 있다. (이것의 상세한 것에 대하여 2001년 1월의 오디세이 이슈를 보아라.)

3월 동안, 전세계 사람들은 Brain Awareness Week(BAW)를 축하하고 있을 것이다. BAW 동안, 학생들, 선생님과 과학자는 그들의 뇌를 전세계에서 가장 멋지고 복잡하고 신비적인 구조에 관한 지식을 공유하기 위해 나라 안에서 사용하고 있을 것이다. 그래서 당신의 뇌를 기어가 걸려 있게 하고, 오디세이의 이 이슈를 읽는다. 그것은 시작되는 훌륭한 방법이다.

Dr. Eric H. Chudler는 이 이슈를 위해 편집자와 상담하고 있다.

더 많은 Brain Awareness Week에 대한 것은 아래와 같다:

Society for Neuroscience BAW Web site Dana Alliance for Brain Initiatives BAW Web site University of Washington BAW Web site

Neuroscience For Kids - brain awareness week

 

청소년을 위한 신경과학 (tistory.com)

청소년을 위한 신경과학