본문 바로가기

대단하고 유쾌한 과학 이야기( 브뤼

 (32)
왼손잡이 1865년 프랑스 해부학자 폴 브로카는 뇌의 왼쪽 전두엽이 오른쪽 전두엽에 비슷한 손상이 생겼을 때에 비해서 말을 구사하는 능력에 훨씬 더 큰 영향을 미친다는 사실을 알아냈다. 그래서 뇌 좌반구 전두엽에 위치하고 있다는 것을 알아냈고, 이후 그 부위를 브로카 영역이라고 불리게 되었다. 1973년 독일의 정신의학자 카를 베르니케는 좌반구 어떤 부위에 손상이 생기면 말과 글 모두에서 언어를 이해하는 능력에 문제가 생기는 것을 발견했다. 그 부위를 베르니케 영역이라고 부른다. 브로카와 베르니케의 발견으로 뇌의 여러 영역들과 인체의 기능들 사이에서 대응관계가 존재할지 모른다고 생각하게 되었다. 몇몇 기능이 뇌에서 아주 정확한 위치를 가진다는 것을 알려주었는데, 특히 수를 처리하거나 얼굴을 지각하는 등의 지적 기..
하품은 왜 전염될까? 우리는 왜 하품이 나오는지 정말로 모른다. 모든 척추동물들중에서 기린만이 하품을 하지 않는 이유도 무엇인지 모른다. 하품은 왜 전염이 되는가? 여기에 우리가 주목하는 이유는 그것이 어쩌면 인류의 사회화의 원인이자 문명의 기원일지도 모르기 때문이다. 공감은 인간이 사회적 존재로서 가진 뛰어난 능력 가운데 하나로 하품의 전염성은 바로 공감 능력에서 부터 생긴다. 머릿속으로 다른 사람이 되어 보는 능력을 담당하는 신경이 따로 존재하는데 이를 거울신경이라고 부른다. 우리가 어떤 행동을 할 때 이 행동은 우리 뇌에서 운동피질을 전체적으로 활성화시킨다. 우리가 행동을 직접하지 않고 머릿속으로 그 행동을 하는 것을 상상만 해도 해당 영역이 일부 활성화되는 것이다. 하지만 감각세포들이 뇌에 우리 자신한테는 아무 일도 ..
우리 뇌가 혼자서 할 줄 아는 놀라운 일들(2) 두 번째 단계는 구조적 인코딩으로 얼굴에서 불변하는 요소, 즉 눈의 위치와 간격, 코의 형태 등과 같은 요소들을 뽑아내는 단계이다. 세 번째 단계는 얼굴표정 인코딩이다. 이 단계에서 우리 뇌는 자신이 아는 표정의 목록을 참조해서 지각된 얼굴의 감정상태를 알아낸다. 뇌가 자신이 얻은 답에 따라 위험을 간파하면 투쟁-도피반응이라고 불리는 긴급 절차를 발동시킬 수 있기 때문이다. 네 번째 단계는 얼굴 인코딩으로 어떤 사람의 입과 얼굴의 움직임이 무엇을 말하는지 파악하는 단계이다. 다섯 번째 단계는 안면지각과 안면 인식 사이의 다리에 해당하며 따라서 두 부분으로 다시 나눌 수 있다. 첫 부분은 시각적 처리에서부터 파생되는 의미정보 인코딩이다. 지각된 얼굴에 대해서 나이와 성별, 인종 등과 같은 일련의 일반적이고..
우리 뇌가 혼자서 할 줄 아는 놀라운 일들(1) 기억이 첫 번째 종류는 감각기억이다. 감각기억은 현재를 연속적으로 느낄수 있게 해준다. 말이 끝난 뒤에도 그것을 기억하는 것은 바로 감각기억 덕분이다. 이 기억이 감각기억이라고 불리는 이유는 외부세계에 대한 우리의 감각 및 지각과 직접 연관되어 있기 때문이다. 감각기억에 정보가 저장되는 시간은 10분의 몇 초에서 최대 2초정도로 아주 짧다. 그리고 감각기억에 의해서 계속해서 수집되는 모든 정보, 즉 눈으로 보는 모든 것, 귀로 듣는 모든 것, 별의식 없이 접촉하는 모든 것, 늘 냄새 맡고 맛을 보는 모든 것, 우리 몸의 균형, 우리 몸의 부분 부분이 느끼는 뜨겁거나 차가운 감각을 포함한 모든 정보들 가운데 우리가 관심을 기울인 아주 작은 일부만이 단기기억으로 옮겨간다. 선택된 정보 즉 우리 뇌가 관심을 ..
세포 속으로 생물에서 세포는 말하자면 물질에서 원자와 같다고 할 수 있다. 세포는 막으로 둘러싸여 있으며, 그 안에는 원형질이라는 물질이 자리한다. 세포핵과 세포질로 이루어져 있다. 세포질은 무기염과 다양한 유기화합물을 함유한 수용액으로 이루어져 있다. 진핵 생물의 세포질에는 세포소기관 이라고 불리는 조직들이 있다. 미오글로빈이나 뉴로글로빈, 사이토글로빈에 결합된 산소 분자는 어떻게 될까? 이 산소는 세포내에서 미토콘드리아로 이동한다. 미토콘드리아가 세포에 공급된 산소의 최총 목적지인 것이다. 미토콘드리아는 세포소기관으로 세포의 에너지 공장에 해당한다. 미토콘드리아에서는 일련의 산화반응(산소를 필요로 하는 반응)이 일어나는데, 탄소원자에 산소를 결합시켜 이산화탄소를 만드는 것이다. 화학적으로 분자들의 결합을 끊어 다..
여러분은 생명체이다 우리 인간을 생각하는 존재로 만들어주는 것은 무엇일까? 살아있다는 것은 무엇을 의미할까? 우리가 살아있음을 알게 해주는 것은 무엇일까? 여러분이 생명체임을 알려주는 것은 무엇일까? 생명체는 열역학 제2법칙을 준수하지 않는 것처럼 보인다. 지구상의 생명체는 돌멩이와 마찬가지로 지구 중력의 영향하에 놓여 있지만, 특히 열역학의 법칙을 비릇한 몇몇 미세한 물리법칙에는 종속되지 않는 것처럼 보인다. 열역학에 관한 열역학 제2법칙을 예로 들면 고립계에서 엔트로피는 증가하나 일정하게 유지될 수 있을 뿐, 절대 감소하지 않는다. 호흡은 생명체 집단이 산소가 주는 에너지를 얻기 위해서 사용하는 가장 일반적인 방법이다. 인간의 경우 호흡은 폐에 공기를 채우고 비우는 과정으로 이루어지는데 폐 환기라고 불리는 이 과정은 들..
힘과 일, 운동량 역학에서 말하는 힘은 여러 물체들 사이의 상호작용이다. 어떤 물체가 다른 물체에 힘을 행사하면 작용을 미치게 되며, 이때 작용은 다른 물체를 변형하거나, 끌어당기거나, 밀어내는 등의 결과로 나타난다. 전통적으로 힘은 크기와 방향을 동시에 가지는 물리량 벡터로 표현된다. 뉴턴은 ‘프린키피아’에서 벡터의 기본 계산법을 제시했는데 여기서 벡터는 작용점, 축의 방향, 진행 방향, 크기라는 네가지 특성으로 정의 된다. 역학의 이론적 모형을 이용하면, 현실적으로 매우 복잡한 상호작용도 비교적 간단한 수학적 도구로 기술 할 수 있다. 그런데 변형되지 않는 딱딱한 물체의 역학과 말랑말랑한 물체의 역학사이에는 물론 큰 차이가 존재한다. 유체(액체와 기체)의 역학도 따로 존재하는 데 유체는 종류에 따라 각기 자체적인 성질..
과학사의 한 페이지: 아이작 뉴턴 뉴턴은 과학자로서 지식뿐만 아니라 연금술, 신학, 성서 해석 같은 분야에서도 전문가였다. 뉴턴은 갈릴레이가 죽고 약 1년 뒤 1643년 1월에 태어났다. 뉴턴의 아버지는 그가 태어나기 몇 주일전에 세상을 떠났고, 어머니는 뉴턴이 새살 되던 해에 재혼했다. 뉴턴은 할머니 집에서 학교를 다니다가 여섯 살에 어머니 곁으로 가게 된다. 뉴턴은 수학을 많이 공부했지만 천문학에도 관심이 많았다. 뉴턴이 스무살 되던 해에 1665년에 페스트가 덮치는 바람에 고향집에서 지냈다. 그 시간동안 수학과 물리학, 광학분야의 지식이 크게 늘었다. 특히 그가 백색광이 백색이 아니라 온갖 색깔의 빛이 중첩된 결과임을 증명한 것이 그 시기였다. 또한 미적분법에서 출발해서 함수의 극한과 연속, 미분, 적분을 다루는 분야의 기초도 그때..

티스토리툴바