커넥톰, 뇌의 지도

1부 크기가 중요한가?
1장 천재성과 광기
2장 경계 논쟁

2부 연결주의
3장 뉴런은 섬이 아니다
4장 밑바닥까지 모두 뉴런
5장 기억의 조립

3부 본성과 양육
6장 유전자의 숲 관리
7장 잠재력 쇄신하기

4부 커넥토믹스
8장 보는 것이 믿는 것이다
9장 자취를 따라서
10장 잘라 나누기
11장 부호 해독하기
12장 비교하기
13장 변화시키기

5부 인간의 한계를 넘어서
14장 얼리거나 절이거나
15장 ~로 저장(혹은 구원)하기

피질 구역은 뇌 손상 후에 새로운 기능을 할 수 있을까? 뇌졸중 이후 회복된 환자들에게서 이것이 가능하다는 증거나 나타난다. 그러나 더욱 강력한 증거는 어렸을 때 뇌 손상을 입은 사례에서 찾을 수 있다. 간질은 반복하여 저절로 일어나는 발작 혹은 과도한 신경활동의 발현으로 정의된다. 심신이 아주 쇠약해질 정도로 빈번하게 발작을 일으키는 어린이의 경우에 치료를 위해 대뇌의 반구 하나를 전부 제거한다. 이는 가장 과격한 신경외과 수술 중의 하나인데, 대부분의 어린이들이 이 수술 후에 성공적으로 회복을 한다는 것은 경이로운 일이다. 수술이 이후에 비록 반대편 손의 동작에 장애를 갖게 되지만, 아이들은 걸을 수 있게 될 뿐만 아니라. 심지어 뛰기도 한다. 이이들의 지적 능력은 대부분 손상되지 않으며, 심지어는 수술로 발작 증상이 성공적으로 치료되고 나면 지적 능력이 향상되기도 한다.

뇌를 통과하는 여행의 대부분에서 축삭은 나무의 줄기처럼 직선으로 자란다. 성장 원뿔이 일단 그 목적지에 도착하면, 축삭의 가지가 분기하기 시작한다. 과학자들은 이 최종 가지의 분기가 유전자의 엄격한 제어를 받지 않는다고 생각하는데, 여기에는 충분한 근거가 있다. 만일 이것이 사실이라면, 뉴런의 전반적 형태는 유전으로 결정될지 몰라도 상세한 분기 패턴은 거의 무작위적이다. 이와 마찬가지로, 소나무 숲의 나무들은 같은 유전적 계획에 따라 성장하기 때문에 서로 유사하게 보인다. 그러나 가지의 모양까지 정확하게 일치하는 나무는 없다 성장이 무작위적일 뿐만 아니라 환경의 영향 또한 받기 때문이다.

커넥톰에서 기억을 읽어내는 일이 과연 실현될 수 있을까? 누군가 당신 뇌의 모든 뉴런의 스파이크를 측정하고 해독함으로써 당신의 지각이나 생각을 읽을 수 있을까? 일부 신경과학자들은 스파이크를 측정하는 기술이 충분히 발전하면 이것이 가능해지리라 믿고 있다. 그들은 어떻게 이런 일 이 가능하다고 생각하는 걸까? 제니퍼 애니스톤 뉴런이 스파이크를 일으키는 것을 보고 우리는 이미 그 사람이 제니퍼 애니스톤을 지각하고 있음을 추측할 수 있다. 이 작은 성공을 통해 신경과학자들은 모든 뉴런이 일으키는 스파이크가 우리의 생각이나 지각에 대한 완전한 그림을 제공할 것이라고 추측한다.