머리말
1. 들어가며
상식을 깨는 뇌
2. 나이 들면 머리가 굳는다고? 아니 뇌는 변한다
3. 기억의 형성, 변형, 회고
4. 뇌는 몸의 주인일까?
5. 사랑은 화학작용일 뿐일까?
6. 풍성하고 변화무쌍한 ‘지금’
인공신경망과 표상의 세계
7. 뇌를 모방하는 인공신경망의 약진
8. 인공신경망의 표상 학습
9. 표상의 쓸모
10. 자아는 허상일까?
11. 자유의지는 존재하는가?
뇌는 네트워크다
12. 내 탓인가, 뇌 탓인가
13. 신경 네트워크와 의식
14. 개성을 통해 다양성을 살려내는 딥러닝의 시대로
15. 신경기술로 마음과 미래를 읽을 수 있을까?
뇌과학과 사회
16. 인간에 대한 이해에 근거한 사회
17. 생명을 닮아가는 기계들
18. 기계를 닮아가는 생명들
뇌과학 연구의 방법
19. 과학은 과정이다
20. 거대 뇌과학 프로젝트와 책임 있는 연구
21. 시민과학의 필요성
22. 길 떠나는 이들에게

젊은 여성 과학자가 소개하는 ‘진짜 뇌과학’
뇌과학의 최전선에 선 연구자가 말하는 ‘뇌과학’과 ‘우리’

뇌과학(brain science), 또는 신경과학(neuroscience)은 단순히 뇌를 연구하는 과학이 아니라 매우 복합적인 학문 분야다. 수학·물리학·화학·생물학은 물론 의학·공학·인지과학을 포괄하며 수시로 새로운 연구 결과가 업데이트되는, 매우 복잡하고 역동적인 학문이다.
이 책의 저자인 송민령의 양력에서 이런 흔적을 발견할 수 있다. 저자는 카이스트 학부에서 수학을 전공하고 생명과학을 복수 전공했으며 신경 회로의 전기적 특성을 이해하기 위해 전자공학과 수업도 수강했다. 이후 미국 애리조나대학에서 신경과학 전공, 수학 부전공으로 석사 학위를 받았고, 현재는 카이스트 바이오 및 뇌공학 박사 과정에서 공부하고 있다.
저자는 쥐 행동/약물/전기 생리학 실험, 원숭이 전기 생리학 데이터 분석, 컴퓨터 모델링 연구도 수행했는데 이런 경험이 책에 고스란히 녹아 있다. 저자는 어려운, 가장 최신의 연구 결과를 독자들의 눈높이에서 이야기하듯 소개한다. 독자들은 이름도 발음하기 힘든 연구들이 자신과 어떤 관련이 있을지 짐작하기 어렵겠지만, 뇌는 몸의 주인인가, 자유의지는 존재하는가, 인공지능이 뇌신경망과 어떻게 비슷한가 같은 흥미로운 질문을 볼 때면 그냥 지나칠 수 없을 것이다. 독자들이 어렴풋이 알고 있는 것처럼, 뇌를 아는 것은 나를 아는 것과 상당히 깊게 관련되기 때문이다. 이 책은 독자들이 뇌과학에 흥미를 느끼면서도 뇌과학의 최신 연구 성과들을 맛볼 수 있도록 최선을 다하고 있다.
또한 저자는 뇌과학이 우리의 삶과 직접적으로 연관되고, 개인의 삶뿐 아니라 사회 제도도 바꾸어갈 수 있다는 것을 알리려는 목적으로 이 책을 썼다고 밝힌다. 중력파 검출 같은 기초과학의 성과는 실생활에 적용되는 데 오래 걸리지만, 뇌과학의 성과는 거의 즉각적으로 활용될 수 있다. 나쁜 의도에서 무분별하게 사용되면 악용될 소지가 크지만, 반대로 이야기하면 더 나은 세상을 만드는 데 활용될 가능성도 매우 크다는 뜻이다. 그런 차원에서 저자 송민령은 왜곡된 뇌과학 정보를 바로잡고, 자신과 인간에 대한 이해를 도와주며, 뇌과학의 관점에서 각종 사회 문제를 바라보도록 돕기 위해 이 책을 썼다고 말한다. 저자는 한겨레 《사이온스온》과 《경향신문》에 정기적으로 칼럼을 연재하고 각종 강연 활동도 활발하게 이어감으로써 자신의 말을 실천하고 있다.


바람직한 뇌과학에서 바람직한 사회로
세상을 바꾸는 뇌과학을 위한 바람과 제안

이 책은 자유의지는 무엇인지, 뇌와 자아는 어떻게 연결되는지, 인공지능의 작동 원리는 무엇인지 같은 이야기들을 뇌과학의 최신 성과에 기반을 두고 풀어낸다. 다양한 사례와 재미있는 연구 결과들을 보면서 독자들은 뇌과학이 지닌 가능성에 공감하게 될 것이다. 그런데 이 책은 뇌과학이 무엇인가에만 집중하는 것이 아니라, 뇌과학이 어떻게 이루어지는지도 심도 있게 다룬다. 뇌과학이 바람직한 사회를 만드는 데 쓰이려면, 뇌과학 자체가 투명하고 합리적인 방식으로 연구되어야 한다는 것이다.
사실 이는 뇌과학뿐 아니라 많은 과학 분야에서 논의되는 측면이다. 그중에서도 시민 참여와 연구 윤리에 관한 부분은 뇌과학에서 특히 문제가 된다. 뇌과학 연구의 결과는 국가가 주도했을 경우 세금이 투여되며, 거시적으로 봤을 때 시민들의 삶에 커다란 영향을 끼친다. 그렇기 때문에 연구의 초기 단계에서부터 시민들이 연구의 영향을 논의하는 주체로 포함되어야 한다는 것이다. 또한 과학 연구는 기존에는 존재하지 않았던 윤리적 문제를 발생시킬 가능성이 크다. 인간 배아 복제와 같이 사회적으로 문제가 되는 사례가 뇌과학에서도 등장할 수 있다. 이런 문제에 대응하기 위해서는 시민들의 참여와 논의가 필요하다. 저자는 자신이 직접 동물 실험을 수행했던 경험을 바탕으로 동물 실험의 불가피성을 주장하는데, 이런 대목도 한 번쯤 눈여겨볼 만하다. 더 나은 뇌과학이 더 나은 세상을 만들 수 있다는 것이 저자가 이 책을 통해 전하려는 가장 핵심적인 메시지다.