히읗

해마를 제거하면 어떻게 될까

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해마에 대해 생각해 본 적 있나요

1926년 미국 맨체스터에서 태어난 헨리 몰레이슨은
어릴 때 자전거를 타다 머리를 크게 다치는 일이 있었습니다

하지만 당시에는 특별한 증상이 발생하진 않았죠

그러다 10살 때부터 경미한 발작이 시작되었고
16살 때는 발작이 더 심해졌다고 합니다

https://youtu.be/5FgOiPeD4Nw

그는 여러 가지 약물 치료를 받았지만
전혀 효과를 보지 못했고 증상이 계속되자
1953년 27살이 되던 때

미국의 신경외과 의사인 윌리엄 스코빌에게 수술을 받게 됩니다

당시에는 뇌에 문제가 생겨 발생하는 병은
원인이 되는 부분을 잘라내는 식으로 치료를 진행했습니다

뇌는 영역에 따라 담당하는 부분이 다르기 때문에
해당 부분을 잘라내면 문제도 사라질 것이라 생각했던 것이죠

스코빌은 발작의 원인이 측두엽에 있다고 생각했습니다
그래서 몰레이슨의 측두엽을 절제하는 수술을 진행했습니다

측두엽에는 해마라는 부위가 있습니다
해마는 기억력에 관한 역할을 하는데
특히 단기기억을 장기기억으로 바꿔주는 아주 중요한 곳입니다

하지만 스코빌이 수술을 할 당시에는
해마의 이런 역할이 알려지지 않았습니다

그래서 측두엽을 제거하면서 해마도 같이 제거해버렸죠

수술 결과는 일정 부분 성공적이었습니다
몰레이슨의 발작이 멈추게 된 것이죠

하지만 몰레이슨의 기억력에 문제가 발생했습니다

그는 자신의 이름이 몰레이슨이라는 것은 알았습니다
발작 때문에 수술을 했다는 것도 알았고
가족을 기억하거나 과거에 있었던 일도 기억했습니다

물론 이전에 경험했던 일 몇 가지를 기억하지 못하긴 했지만
일상생활을 하는데 문제가 없었죠

즉 해마를 제거한다고 해서
모든 기억이 갑자기 사라지는 것은 아니라는 것입니다

대신 몰레이슨은 새로운 것을 기억하지 못했습니다

매일매일 만나는 의료진을 매일매일 알아보지 못했습니다
그들과 했던 대화도 기억하지 못했고
위치를 알려줘도 화장실을 찾지 못했습니다

오늘이 무슨 요일인지 알지 못했으며
밥을 먹어도 밥을 먹었다는 것을 기억하지 못했습니다

우리가 어떤 것을 경험하거나 자극을 받으면
뉴런은 이것을 단기기억으로 저장합니다

그런데 만약 이 자극이 강렬하거나 반복적으로 나타날 경우
중요한 정보라고 판단해 해마가 장기기억으로 바꿔
시냅스에 저장합니다

몰레이슨은 해마가 제거됐기 때문에
단기기억을 장기기억으로 바꾸는 과정이 일어나지 않아
해마가 제거된 뒤에 경험한 것이나 받은 자극을
시간이 지나면 기억하지 못했던 것입니다

즉 해마를 제거하면 제거한 이후에 발생하는 정보를
기억하지 못하게 된다는 것이죠

이것을 선행성 기억상실증이라고 합니다

이것으로 해마가 장기기억에 영향을 준다는 사실이
밝혀지게 되었습니다

몰레이슨은 많은 뇌 과학자들의 연구 대상이 되었습니다

신경과학자인 브렌다 밀너는
손과 연필을 직접적으로 보지 못하고 거울로 봐야 하는 상태에서
별과 별 사이를 따라 그리는 실험을 진행했습니다

몰레이슨은 처음에는 별을 잘 그리지 못했지만
참 이상하게 시간이 갈수록 점점 더 별을 잘 그리게 되었습니다

당연히 몰레이슨은 자신이 과거에 별을 그렸다는 사실을
기억하지 못했지만 말이죠

몰레이슨이 나이가 들었을 때 골다공증이 생겨
보행보조기를 사용해야만 했습니다

그는 왜 자신이 보행보조기를 사용해야 하는지 기억하지 못했지만
보조기를 사용하면 할수록 점점 더 익숙해졌습니다

이것으로 학습 능력이나 운동 능력은
측두엽이 아닌 다른 영역에서 이루어진다는 사실이 밝혀졌습니다

해마가 없어 기억하지 못하는 헨리 몰레이슨은
우리가 느끼기에 수술 이후 굉장히 불행한 삶을 살았을 것 같지만
수술 이후 그의 곁에서 함께한 신경과학자 수잔 코킨의 말에 따르면
몰레이슨은 자신의 상황을 인지하고 잘 받아들이며 살았다고 합니다
그리고 82세의 나이로 세상을 떠났습니다

그에게 발생한 사고는 굉장히 비극적인 것이었지만
그의 뇌를 연구하면서 뇌과학 분야가 몇 단계는 더 발전할 수 있었습니다

심지어 몰레이슨의 뇌는 사망한 뒤에도 계속 연구되었는데
지금은 2401개의 조각으로 잘려
캘리포니아 대학 뇌인지 연구센터에 보관되어 있다고 합니다

비록 그는 자신의 삶 대부분을 기억하지 못했지만
이제 우리가 그의 삶을 영원히 기억할 것입니다

우주에 우주복 없이 나가면 어떻게 될까

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

일러스트를 이용해 최대한 쉽고 간단하게 내용을 전달하기 위해 노력하고 있습니다

많은 관심과 시청 부탁드리겠습니다

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우주복에 대해 생각해 본 적 있나요

지구에 살고 있는 우리는
지구 환경에 익숙해 있기 때문에
별다른 장비가 없어도 살아갈 수 있습니다

하지만 우주는 지구와 환경이 많이 다르기 때문에
특별한 장비, 우주복이 없으면 살아갈 수 없습니다

그렇다면 우주복 없이 우주에 나가면
우리는 어떻게 될까요

https://youtu.be/nS5sGUMrp-w

지구에는 중력이 있습니다
지구에 있는 공기 역시 중력의 영향을 받아
누르는 힘이 존재합니다

이것을 기압이라고 하죠

지구의 기압은 해수면을 기준으로 했을 때 1기압입니다

우주에도 공기가 있습니다
하지만 너무 적어서 없다고 해도 상관없을 정도입니다

그렇기 때문에 우주에는 공기가 누르는 힘이 존재하지 않습니다
그래서 우주는 0기압이죠

평소 우리의 몸은 공기가 누르는 힘과 같은 크기의 힘
다시 말해 1기압의 힘으로 공기를 밀어내고 있습니다

기압이 낮아지면 어떻게 될까요
공기를 밀어내는 힘은 여전히 존재하지만
공기가 누르는 힘이 사라지면 힘의 균형이 깨지게 됩니다

그러면 몸 안에 있는 물 분자가 기체가 되어 탈출하게 되는데
이로 인해 피가 끓게 되고 피에 공기 방울이 생겨
혈관을 막게 될 수 있습니다

그리고 세포가 팽창해 터질 것처럼
우리의 몸이 점점 부풀어 오르게 됩니다

하지만 우주복 없이 우주에 나간다고 해서
이런 일이 일어나는 것은 아닙니다

지구와 우주는 단 1기압 밖에 차이가 나지 않기 때문이죠

1기압 줄어드는 것으로 우리의 몸이 터져버리게 된다면
1기압 늘어나는 것으로 우리의 몸은 짜부되어야 합니다

물속에 들어가면 공기가 누르는 힘과 함께
물이 누르는 힘도 받게 됩니다

이때 10m씩 깊어질수록 1기압씩 늘어나게 되죠

즉 10m까지 들어가면 2기압을 느낄 수 있다는 것입니다

우리나라 해녀의 경우 10m를 넘어 20m까지 잠수하기도 하고
해외에는 130m까지 잠수한 사람이 있다고 하니

1기압 차이로는 몸이 터지거나 찌그러지지 않는다고 생각해 볼 수 있습니다

그렇기 때문에 우주복 없이 우주에 나가도
몸이 터지는 일은 일어나지 않습니다

그렇다고 해서 이런 상태가 안전한 것은 아닙니다
혈액순환이 원활하지 못하고 산소가 빠져나가기 때문에
터지지만 않을 뿐이지 위험한 것은 마찬가지입니다

실제로 우주복 없이 우주에 나간 사람은 한 명도 없지만

1966년 나사에서 우주복을 테스트하던 중
실수로 진공상태, 다시 말해 0기압에 노출된 사람이 있었는데
그는 15초 만에 의식을 잃었으며
의식을 잃기 전 마지막 기억은 혀에 있는 침이 끓는 느낌이었다고 합니다

우주의 온도는 영하 270도 정도로
모든 것이 얼어버릴 수 있는 굉장히 추운 곳입니다

그래서 우주복 없이 우주에 나가면
순식간에 얼어버릴 것이라 생각할 수 있지만
사실 그렇지 않습니다

우리가 열을 느끼기 위해선 공기가 됐든 액체가 됐든
열을 전달해 줄 무언가가 있어야 합니다

그래야 추운 것, 더운 것을 느낄 수 있죠

우주에는 아무것도 없습니다
우주가 아무리 추워도 이 추움을 전달해 줄 무언가가 없기 때문에
우리는 추위를 느끼지 못하고
곧바로 얼지도 않습니다

물론 시간이 지나면서 온도가 점점 떨어지긴 하지만 말이죠

아니 그럼 생각보다 안전한 거 아니야?
라고 생각할 수 있지만

우주에는 아무것도 없기 때문에 숨을 쉴 수 없습니다

즉 우주복 없이 우주에 나가면
몸이 터지는 것도, 몸이 얼어버리는 것도 아니라
숨을 쉬지 못해 죽게 될 것입니다

그럼 숨을 오래 참을 수 있는 사람은 그나마 괜찮겠네
라고 생각할 수 있지만

숨을 참게 되면 폐 속에 남아있는 산소가 부풀어
폐를 손상시키기 때문에 오히려 더 위험하다고 합니다

우주복은 이 모든 위험을 막아줍니다
압력을 유지하며 온도를 조절하기도 하고
산소를 공급하고 이산화탄소를 제거하고
자외선, 태양복사열로부터 보호함과 동시에
통신까지 가능한 과학기술의 집합체이죠

도쿄대학교 교수진이 모여 쓴 책인 과학 내비게이터를 보면
과학 전문가들이 우주복 없이 우주에 나가면
어떻게 될지에 대해 이야기하는 내용이 나옵니다

우주공학 전문가인 나카스카 신이치는
우주에서도 살 수 있는 외골격을 갖춘 완보동물
물곰을 소개하며 미래에는 우주복 없이도
우주에 나갈 수 있는 방법을 찾을 수 있을 것이라고 말하기도 합니다

과학 내비게이터는 다른 책과 조금 다르게
교수진이 대화하는 형식으로 이야기가 진행됩니다
그래서 조금 더 재미있게 읽을 수 있는 책이죠

우주에 대한 내용뿐만 아니라
AI, 반도체, 가상공간, SF 작품에 대한 내용도 다루고 있는 책이니
지적 호기심이 많은 분들에게 추천합니다

도쿄대학교 교수진의 책 과학 내비게이터
금덩어리분들의 많은 관심 부탁드립니다

상자 안에 있는 새가 날면 상자의 무게는 달라질까

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

일러스트를 이용해 최대한 쉽고 간단하게 내용을 전달하기 위해 노력하고 있습니다

많은 관심과 시청 부탁드리겠습니다

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상자 안의 새에 대해 생각해 본 적 있나요

여기에 커다란 상자가 하나 있습니다
상자의 무게를 100g이라고 해보죠

그리고 여기에 참새가 한 마리 있습니다
참새의 무게를 30g이라고 해보죠

이 참새를 커다란 상자 안에 넣으면
상자의 무게는 130g이 됩니다

그렇다면 이때 상자는 닫혀있고
참새가 상자 안에서 같은 높이를 유지하면서 날면
다시 말해 상자에 닿지 않고 한곳에 계속 떠있으면
상자의 무게는 그대로일까요 달라질까요

https://youtu.be/h2iGxQg6t6Y

어떤 물체가 다른 물체에 힘을 가하면
힘을 받은 물체 역시 같은 크기의 힘을
반대 방향으로 가한다는 것이 작용 반작용 법칙입니다

새는 작용 반작용 법칙으로 하늘을 날 수 있습니다

하늘을 날기 위해선 날갯짓을 해야 하는데
날갯짓을 하면 날개가 공기를 아래로 밀어냅니다

이것을 작용이라고 하죠

이때 공기 역시 같은 힘으로 새를 위로 밀어내는데
이것을 반작용이라고 합니다

즉 새는 날갯짓을 통해 자신의 무게만큼의 힘을 가해
하늘을 나는 것이라고 할 수 있습니다

상자 안에 새가 있으면 상자의 총 무게는
원래 상자의 무게에 새의 무게를 더한 값이 됩니다

이때 새가 상자 안에서 날면
새는 공중에 뜨는 것이기 때문에
상자의 총 무게가 줄어들 것이라고 생각할 수 있습니다

새가 하늘을 나는 원리를 다시 한번 생각해 보죠

새가 날갯짓을 하면 자신의 무게만큼의 힘을
지면으로 가하게 됩니다

상자 안에서 새가 날면 날갯짓을 통해 만들어지는 힘이
상자 바닥에 전달된다는 것입니다

다시 말해 새는 상자에 닿지 않고 떠있지만
보이지 않는 무언가가 상자를 누르고 있다는 것이죠

그렇기 때문에 상자가 닫혀있고
새가 같은 높이를 유지하면서 날고 있으면
상자의 총 무게는 변하지 않습니다

물리학에서 어떤 물리적 영역이나 객체를 계라고 합니다
그리고 이 계가 닫혀 있으면
다시 말해 지금처럼 밀폐된 상자가 있다고 하면
이것을 닫힌계라고 합니다

어떤 물질이 닫힌계에 있다면 상태 변화에 관계 없이
질량은 항상 유지됩니다
이것을 질량 보존의 법칙이라고 하죠

예를 들어 밀폐된 상자에 물이 담겨 있는 것과
물을 끓여 수증기가 되었을 때의 무게는 같습니다

닫힌계에선 어떤 물질이 안이나 밖으로 들어갈 수 없기 때문이죠

상자 안에 있는 새 역시 마찬가지입니다

상자가 닫힌계이기 때문에
새가 가만히 있어도 공중에 떠도
무게가 변하지 않는 것입니다