우리 존재의 가장 큰 미스터리, '의식'의 모든 것 (통합 정보 이론(IIT), Φ(파이)와 뇌의 작동 원리 초정밀 해부)
우리는 뇌 속 뉴런들의 전기화학적 신호를 통해 세상을 인식하고, 정보를 처리하며, 행동을 결정합니다. 과학은 이 모든 물리적 과정을 상당 부분 설명해낼 수 있습니다. 하지만 왜 우리는 이 모든 정보 처리를 그저 어둠 속에서 수행하는 정교한 컴퓨터가 아니라, '주관적인 경험'을 하는 존재일까요? 왜 우리는 붉은색을 '붉다고 느끼고', 초콜릿의 '달콤함을 맛보며', 슬픈 영화를 보며 '슬픔을 경험'하는 것일까요? 이처럼 뇌라는 물질적 시스템에서 어떻게 비물질적인 것처럼 보이는 주관적 경험, 즉 '의식(Consciousness)'이 탄생하는가 하는 질문은, 현대 과학이 마주한 가장 거대하고 어려운 난제, 이른바 '어려운 문제(The Hard Problem)'로 불립니다. 수많은 과학자와 철학자들이 이 문제에 ..
더보기
우리 존재의 지휘 본부, '뇌'의 모든 것 (대뇌, 소뇌, 뇌간, 변연계의 구조와 기능 초정밀 해부)
약 1.4kg의 부드러운 두부 같은 질감의 덩어리. 인체에서 가장 많은 에너지를 소모하는 기관. 약 860억 개의 신경세포와 그보다 더 많은 신경교세포가 100조 개가 넘는 연결망을 통해 얽혀있는, 우주에서 가장 복잡하다고 알려진 구조물. 바로 우리의 '뇌(Brain)'입니다. 뇌는 단순히 정보를 처리하는 생체 컴퓨터가 아닙니다. 그것은 우리의 생각, 감정, 기억, 성격, 그리고 '나'라는 자아의식이 탄생하고 머무는 우리 존재의 지휘 본부 그 자체입니다. 이 경이로운 기관은 결코 단일한 덩어리가 아닙니다. 수억 년의 진화 과정을 거치며 겹겹이 쌓아 올려진, 각기 다른 기능과 역사를 가진 여러 영역들의 연합체입니다. 생명의 가장 기본적인 숨결을 관장하는 원시적인 뇌간, 정교한 움직임을 조율하는 소뇌, 감정..
더보기
우리 몸의 움직임을 가능케 하는 연결부, '관절'의 모든 것 (윤활관절의 구조, 연골, 활막, 인대의 기능 초정밀 해부)
우리가 걷고, 달리고, 손가락을 구부려 글씨를 쓰는 모든 움직임은, 단단한 뼈들이 서로 부딪히지 않고 부드럽게 맞물려 돌아갈 수 있도록 설계된 '연결부'가 있기에 가능합니다. 이 경이로운 생체 기계 장치가 바로 '관절(Joint)'입니다. 관절은 단순히 뼈와 뼈를 잇는 경첩이 아닙니다. 그것은 충격을 흡수하는 완벽한 쿠션, 마찰을 거의 제로로 만드는 자동 윤활 시스템, 그리고 안정성을 제공하는 견고한 케이블이 한데 어우러진, 살아있는 복합 기관입니다. 우리 몸에는 약 187개의 관절이 있으며, 이들은 구조와 기능에 따라 다양하게 분류됩니다. 그중에서도 무릎, 어깨, 손가락처럼 우리가 '움직임'과 가장 밀접하게 연관 짓는 관절은 대부분 '윤활관절(Synovial Joint)'입니다. 이곳에는 뼈의 끝을 감..
더보기
햇빛이 피부를 늙게 만드는 과정, '광노화'의 모든 것 (자외선(UVA/UVB)의 작용, MMPs, 콜라겐 파괴의 분자 메커니즘 초정밀 해부)
우리는 흔히 피부 노화의 원인을 세월의 흐름, 즉 '나이 듦' 그 자체에서 찾으려 합니다. 하지만 우리 피부에 나타나는 주름, 색소 침착, 탄력 저하와 같은 눈에 띄는 노화 현상의 80% 이상은, 시간이 아닌 평생에 걸쳐 누적된 '햇빛', 특히 '자외선(Ultraviolet, UV)'에 의해 발생합니다. 이렇게 자외선 노출에 의해 유발되는 피부의 조기 노화 현상을 우리는 '광노화(Photoaging)'라고 부릅니다. 내인성 노화(chronological aging)가 유전적으로 프로그램된 속도에 따라 서서히 진행되는 반면, 광노화는 외부 요인에 의해 가속되는 '예방 가능한' 노화입니다. 햇빛에 자주 노출되는 얼굴이나 손등의 피부가, 옷으로 가려진 엉덩이나 복부의 피부보다 훨씬 더 빨리 늙는 것을 생각해보..
더보기
면역계의 과민반응, '알레르기'의 모든 것 (1형 과민반응, IgE, 비만세포와 히스타민의 역할 초정밀 해부)
봄날의 꽃가루에 쉴 새 없이 터져 나오는 재채기와 콧물, 특정 음식을 먹은 뒤 온몸에 피어나는 두드러기와 가려움증, 복숭아털만 닿아도 피부가 부어오르는 현상. 바로 '알레르기(Allergy)'입니다. 전 세계 인구의 상당수가 겪고 있는 이 고통스러운 현상은, 면역 시스템이 약해서 생기는 것이 아닙니다. 오히려 그 반대입니다. 알레르기는 우리 몸의 면역계가 본질적으로 무해한 외부 물질(꽃가루, 집먼지진드기, 특정 식품 등)을 치명적인 병원균으로 오인하여, 불필요하고 과도한 '전쟁'을 벌이는, 일종의 '과민반응(Hypersensitivity)'입니다. 특히, 대부분의 즉각적인 알레르기 반응은 '1형 과민반응'에 속하며, 이 비극적인 오인 사격의 중심에는 세 명의 주역이 있습니다. 특정 알레르기 유발 물질(알..
더보기
