Michael Merzenich: Growing evidence of brain plasticity

번역: SG KIM 검토: Seo Rim Kim

This machine, which we all have residing in our skulls,

이 기계, 우리 모두가 두개골 안에 갖고 있는 이 기계는

reminds me of an aphorism, of a

우디 앨런의 언급에 대한

comment of Woody Allen

한 우화를 생각나게 하는군요.

to ask about what is the very best thing to have within your skull.

당신 두개골 안에 있는 것 중에 가장 좋은 것이 뭐냐고 물었던.

And it's this machine.

그것은 이 기계입니다.

And it's constructed for change. It's all about change.

이 기계는 변화를 위해 구성되었습니다. 전부 변화에 관한 것입니다.

It confers on us the ability to do things tomorrow that we can't do today,

그것은 우리에게 오늘은 하지 못했던 일들을 내일은 할 수 있게 하는,

things today that we couldn't do yesterday.

혹은 어제는 할 수 없었지만 오늘은 할 수 있게 하는 능력을 부여합니다.

And of course it's born stupid.

물론 그것은 멍청한 상태로 태어납니다.

The last time you were in the presence of a baby --

여러분이 아기였던 그 때--

this happens to be my granddaughter, Mitra.

그런데 제 손녀 미트라군요

Isn't she fabulous?

정말 예쁘지 않나요?

(Laughter)

(웃음)

But nonetheless when she popped out

어쨌거나 아기가 태어났을 때

despite the fact that her brain had actually been progressing

아기의 뇌는 이미 태어나기 몇 달 전부터 발달되는 과정에서

in its development for several months before

자궁에서의 경험에 기초하여

on the basis of her experiences in the womb --

작동하고 있었다는 사실에도 불구하고

nonetheless she had very limited abilities,

그럼에도 아기는 매우 제한된 능력을 가집니다.

as does every infant

다른 모든 영아들이 그렇듯이

at the time of normal, natural full-term birth.

정상적으로 달이 다 찬 출산의 시점에서 그렇습니다.

If we were to assay her perceptual abilities, they would be crude.

만일 아기의 지각 능력을 가늠해본다면 매우 조악하겠지요.

There is no real indication that there is any real thinking going on.

어떤 실제 사고가 진행 중이라는 징조는 없을 것입니다.

In fact there is little evidence that there is any

사실 아주 어린 아기들에게

cognitive ability in a very young infant.

어떤 인지적인 능력 능력이 있다는 증거는 거의 없습니다.

Infants don't respond to much.

유아들은 거의 반응하지 않지요.

There is not really much of an indication in fact that there is a person on board.

그 안에 누군가 있다는 징조가 발견되진 않지요.

(Laughter)

(웃음)

And they can only in a very primitive way, and in a very limited way

그리고 유아들은 매우 원초적인 방법으로, 매우 제한적으로

control their movements.

자신의 움직임을 통제할 수 있습니다.

It would be several months before this infant

이 유아에겐 몇 달이 걸려야

could do something as simple as reach out and grasp

단순한 동작을 할 수 있습니다. 예를 들면 팔을 뻗어서

under voluntary control an object and retrieve it,

자발적인 통제하에 물건을 움켜잡고 끌어오는,

usually to the mouth.

보통 입으로 가져오죠.

And it will be some months beforeward,

그리고 또 몇 달이 지나면

and we see a long steady progression

우리는 기나긴 발전을 목격하게 됩니다.

of the evolution from the first wiggles,

최초의 몸부림에서 시작하여

to rolling over, and sitting up, and crawling,

구르고, 일어나 앉고, 기어다니고

standing, walking,

서고, 걷는 진화의 과정을 말입니다.

before we get to that magical point

우리가 이 세상을 돌아다닐 수 있는

in which we can motate in the world.

이 마법의 지점에 도달하기 전에

And yet, when we look forward in the brain

이미, 우리가 뇌를 주목한다면,

we see really remarkable advance.

참으로 놀라운 진보를 목격할 것입니다.

By this age the brain can actually store.

이 나이의 뇌는 실제로 저장합니다.

It has stored, recorded,

이 뇌는 저장하고, 기록하고,

can fastly retrieve

재빨리 인출할 수 있습니다.

the meanings of thousands,

세상에 있는 수천가지의 의미들,

tens of thousands of objects,

수만가지의 사물들,

actions, and their relationships in the world.

동작과 그 관계들을 말입니다.

And those relationships can in fact be constructed in hundreds of thousands,

그리고 그 관계들은 사실 수십만 가지의,

potentially millions of ways.

잠재적으로 수백만 가지의 방법으로 구성될 수 있습니다.

By this age the brain controls very refined perceptual abilities.

이 나이의 뇌는 매우 정제된 지각적 능력을 통제합니다.

And it actually has a growing repertoire of cognitive skills.

그리고 실제로 인지적 기술의 레퍼토리가 증가합니다.

This brain is very much a thinking machine.

이러한 뇌는 분명히 생각하는 기계입니다.

And by this age there is absolutely no question

그리고 이 나이에는, 의심의 여지가 없지요.

that this brain, it has a person on board.

이 뇌 속에 사람이 들어있다고 생각하기에 말입니다.

And in fact at this age it is substantially controlling its own self-development.

그리고 사실 이 나이엔 뇌가 자신의 발전을 상당히 통제합니다.

And by this age we see a remarkable evolution

그리고 이 나이에 우리는 동작을 통제하는 능력에 있어

in its capacity to control movement.

주목할만한 진보를 목격합니다.

Now movement has advanced to the point

이제는 실제로 복잡한 일련의 행동들을

where it can actually control movement simultaneously,

복잡한 방식으로 동시에 통제하는 것이 가능한

in a complex sequence, in complex ways

지점까지 발전합니다.

as would be required for example

예를 들어서 복잡한 놀이를 할 때 요구되는 것 같은

for playing a complicated game,

그런 행동이 가능합니다

like soccer.

축구처럼 말입니다.

Now this boy can bounce a soccer ball on his head.

이 소년은 머리로 공을 튕길 수 있지요.

And where this boy comes from, Sao Paulo, Brazil,

그리고 이 소년의 고향인 브라질의 상파울로에서는

about 40 percent of boys of his age have this ability.

동일 연령대의 약 40퍼센트의 소년들이 이런 능력을 갖고 있습니다.

You could go out into the community in Monterey,

만약 몬테레이의 지역사회로 온다면,

and you'd have difficulty finding a boy that has this ability.

이런 능력을 가진 소년을 찾아내기 힘들 것입니다.

And if you did he'd probably be from Sao Paulo.

그리고 만일 있다 해도, 상 파울로 출신이겠지요.

(Laughter)

(웃음)

That's all another way of saying

이는 달리 말해

that our individual skills and abilities

우리의 개인적 기술과 능력은

are very much shaped by our environments.

우리의 환경에 의해 조형된다는 것을 의미합니다.

That environment extends into our contemporary culture,

그 환경이라는 것은 우리의 현대 문화로까지 확대됩니다.

the thing our brain is challenged with.

우리의 뇌가 다뤄야하는 그 현대 문화로까지 말입니다.

Because what we've done in our personal evolutions

왜냐하면 우리의 개인적 발전에서 우리가 이룬 것은

is build up a large repertoire of specific skills and abilities

특정한 기술과 능력의 거대한 레퍼토리를 구성하며

that are specific to our own individual histories.

이것은 우리 개인 자신의 역사에 한정적이기 때문입니다.

And in fact they result in a wonderful

그리고 사실 이는 경이로운

differentiation in humankind,

인류의 분화를 야기합니다.

in the way that, in fact, no two of us

어떤 두 사람도

are quite alike.

완전하게 같을 수는 없다는 측면에서 말입니다.

Every one of us has a different set of acquired skills and abilities

우리는 모두 각기 다른 종류의 획득된 기술과 능력을 갖고 있으며,

that all derive out of the plasticity,

이는 모두 우리의 가소성에서 파생된 것입니다.

the adaptability of this really remarkable adaptive machine.

그것이 바로 이 놀라운 적응 기계의 능력인 것입니다.

In an adult brain of course we've built up

물론 성인의 뇌에서도 우리는

a large repertoire of mastered skills and abilities

숙련된 기술과 능력의 방대한 레퍼토리를 구성합니다.

that we can perform more or less automatically from memory,

어느정도 자동적으로 기억에서 인출하여 수행할 수 있고,

and that define us as acting, moving, thinking creatures.

우리를 행동하고, 움직이고, 생각하는 생명체로 규정하는 것입니다.

Now we study this,

이제 우리는 이를 연구합니다.

as the nerdy, laboratory, university-based scientists that we are,

범생이스러운 대학 연구소 기반의 과학자로서,

by engaging the brains

다른 동물들의 뇌를 마주하여,

of animals like rats, or monkeys,

쥐나, 원숭이,

or of this particularly curious creature --

혹은 다른 특별하게 신기한 생물들,

one of the more bizarre forms of life on earth --

지상의 기이한 생명체들의 뇌를 통해

to engage them in learning new skills and abilities.

새로운 기술과 능력을 배우는 데에 뇌를 연관시키려 합니다.

And we try to track the changes that occur

그리고 우리는 새로운 기술 혹은 능력을 획득함에 따라

as the new skill or ability is acquired.

일어나는 변화를 추적하려 합니다.

In fact we do this in individuals

사실 우리는 이를 다양한 개체들에게서 하고 있습니다.

of any age, in these different species --

다양한 연령, 다양한 종에게서.

that is to say from infancies,

말하자면 유아들부터,

infancy up to adulthood and old age.

성인들과 노년층에 이르기까지 말입니다.

So we might engage a rat, for example,

그리고 예를 들면 쥐가

to acquire a new skill or ability

새로운 기술이나 능력을 획득할 때,

that might involve the rat using its paw

예를 들어 쥐가 앞발을 사용하여

to master particular manual grasp behaviors

특정한 움켜잡는 행동을 숙달할 때를 관찰할 수 있습니다.

just like we might examine a child

마치 어린이가 하위 기술을 습득하는 능력을

and their ability to acquire the sub-skills,

관찰하는 것처럼 말입니다.

or the general overall skill of accomplishing something

혹은 일반적이고 전반적인 기술을 성취하는 것, 예를 들어

like mastering the ability to read.

읽는 능력을 습득하는 경우도 있을 것입니다.

Or you might look in an older individual

혹은 복잡한 능력들을 습득한

who has mastered a complex set of abilities

더 나이든 개체를 관찰할 수도 있겠습니다.

that might relate to reading musical notation

예를 들어 악보를 읽는다든지

or performing the mechanical acts of performance

악기를 연구하는데 필요한 기계적인

that apply to musical performance.

동작들을 수행한다든지하는 것과 관련되어서 말입니다.

From these studies we defined two great epochs

이러한 연구들을 통해 우리는 뇌 가소성의 역사에서

of the plastic history of the brain.

중대한 두 시기를 규명하였습니다.

The first great epoch is commonly called the "Critical Period."

첫번째 시기는 흔히 "민감기 (Critical Period)"라고 불립니다.

And that is the period in which the brain is setting up

그리고 이 시기에 뇌가 초기 형태로,

in its initial form its basic processing machinery.

기본적인 처리 기제로 정착합니다.

This is actually a period of dramatic change

실제로 극적인 변화의 시기입니다.

in which it doesn't take learning, per se, to drive

학습 그 자체가 일어난다기보다는

the initial differentiation of the machinery of the brain.

뇌의 기제에 최초의 분화가 시작된다고 할 수 있습니다.

All it takes for example in the sound domain,

예를 들어 음향적 영역에서,

is exposure to sound.

뇌가 하는 일은 소리에 노출되는 것이 전부입니다.

And the brain actually is at the mercy

그리고 뇌는 실제로 그것이 놓여진

of the sound environment in which it is reared.

음향적 환경에 전적으로 달려있습니다.

So for example I can rear an animal

예를 들어 제가 한 동물을

in an environment in which there is meaningless dumb sound,

무의미한 바보같은 소리만이 있는 환경에서 양육할 수 있겠지요.

a repertoire of sound that I make up,

제가 만들어낸 소리의 레퍼토리가 있겠지요.

that I make, just by exposure, artificially important

단지 노출에 의해서, 그 동물과 그것의 어린 뇌에게는

to the animal and its young brain.

인공적으로 중요하도록 만들 수 있는 것입니다.

And what I see is that the animal's brain sets up

그리고 저는 그 동물의 뇌가

its initial processing of that sound

그 소리의 최초 처리를 위해 준비된 것을 볼 수 있겠지요.

in a form that's idealized, within the limits of its processing achievements

그 동물의 정보처리 한계 내에서, 이상화된 형태로

to represent it in an organized and orderly way.

소리를 조직적이고 정돈되게 표상하기 위해 구성될 것입니다.

The sound doesn't have to be valuable to the animal:

그 소리는 그 동물에게 중요할 필요는 없지요.

I could raise the animal in something that could be hypothetically valuable,

저는 가설적으로 중요할 수 있는 어떤 환경에서 동물을 기를 수 있습니다.

like the sounds that simulate

예를 들어 한 아이의 모국어를

the sounds of a native language of a child.

흉내내는 소리가 될 수 있겠지요.

And I see the brain actually develop a processor that is specialized --

그러면 저는 그 뇌가 실제로 특화된 처리기제를 발달시키는 것을 보게 됩니다.

specialized for that complex array, a repertoire of sounds.

그 복잡한 배열, 소리의 레퍼토리에 특화된 것으로 말입니다.

It actually exaggerates their separateness of representation,

이는 실제로 표상의 분리성을

in multi-dimensional neuronal representational terms.

다차원적인 신경 표상의 측면에서 과장합니다.

Or I can expose the animal to a completely meaningless and destructive sound.

혹은 저는 완벽하게 무의미하고 파괴적인 소리에 그 동물을 노출시킬 수 있지요.

I can raise an animal under conditions

저는 어떤 동물을 기를 때,

that would be equivalent to raising a baby

어떤 아기를 기르는 환경과 동등한 환경에서,

under a moderately loud ceiling fan,

즉, 적당히 시끄러운 천장 선풍기가 있고,

in the presence of continuous noise.

지속적인 소음이 있는 환경에서 기르는 것과 유사한 조건에서요.

And when I do that I actually specialize the brain

그리고 제가 그렇게 한다는 것은 제가 사실상 그 뇌를

to be a master processor for that meaningless sound.

무의미한 소음을 전문으로 처리하도록 특화시키는 것입니다.

And I frustrate its ability

그리고 저는 결과적으로,

to represent any meaningful sound as a consequence.

어떤 종류의 의미있는 소리를 처리하는 능력을 빼앗게 됩니다.

Such things in the early history of babies

그러한 일들이 아기들의 초기 생애에서

occur in real babies.

실제 아기들에게서 일어납니다.

And they account for, for example

그리고 이는 예를 들어,

the beautiful evolution of a language-specific processor

언어-특화 처리기제의 아름다운 발전이

in every normally developing baby.

모든 일반적으로 발달한 아이들에게 일어나는 것을 설명하고 있습니다.

And so they also account for

이는 또한

development of defective processing

불완전한 처리기제의 발달이

in a substantial population of children

다수의 아이들에게서 나타나는 것을,

who are more limited, as a consequence,

그거 결과로 이후의 나이에서

in their language abilities at an older age.

언어능력에 제한을 가져오는 것을 설명하고 있습니다.

Now in this early period of plasticity

이와 같은 가소성의 초기 단계에서

the brain actually changes outside of a learning context.

뇌는 실제로 학습의 맥락 밖에서 변화합니다.

I don't have to be paying attention to what I hear.

저는 제가 듣는 것에 주의를 기울일 필요가 없습니다.

The input doesn't really have to be meaningful.

입력되는 것이 의미가 있을 필요는 없습니다.

I don't have to be in a behavioral context.

행동적 맥락 속에 있어야 할 필요도 없지요.

This is required so the brain sets up it's processing

이는 뇌가 처리과정을 설정하는데 필요한 것입니다.

so that it can act differentially,

분화되어 반응하기 위하여,

so that it can act selectively,

선택적으로 행동하기 위하여,

so that the creature that wears it, that carries it,

그래서 뇌를 갖고 있는, 보유하고 있는 생명체가

can begin to operate on it in a selective way.

선택적인 방법으로 작동하기 시작하도록 요구됩니다.

In the next great epoch of life, which applies for most of life,

이 다음 중요한 삶의 시기에는, 대부분의 삶에 적용되는 이 시기에는

the brain is actually refining its machinery

다양한 기술과 능력의 레퍼토리를 숙련해가면서

as it masters a wide repertoire of skills and abilities.

뇌는 실제로 그 작동기제를 정련합니다.

And in this epoch,

이 시기에서,

which extends from late in the first year of life to death;

생애 첫 해 후반에서부터 죽는 시점까지인 이 시기에서,

it's actually doing this under behavioral control.

뇌는 행동적 통제를 통하여 정련을 수행합니다.

And that's another way of saying

이는 다시 말해,

the brain has strategies that define

뇌는 입력된 정보의 유의성을 정의하는

the significance of the input to the brain.

전략을 갖고 있다고 할 수 있습니다.

And it's focusing on skill after skill,

또한 기술 이후의 기술,

or ability after ability,

능력 이후의 능력에

under specific attentional control.

특정한 주의 통제를 통하여 집중하고 있습니다.

It's a function of whether a goal in a behavior is achieved

이는 행동의 목적이 달성되었는가

or whether the individual is rewarded in the behavior.

혹은 그 행동을 통해 개체가 보상을 받는가에 따른 함수입니다.

This is actually very powerful.

이는 실제로 매우 강력합니다.

This lifelong capacity for plasticity, for brain change,

인생 전반에 걸친 가소성의 능력은, 뇌의 변화에 대해,

is powerfully expressed.

매우 강력하게 표현됩니다.

It is the basis of our real differentiation,

이는 우리의 실제 분화의 기초가 됩니다.

one individual from another.

한 개인과 다른 개인을 구분하는.

You can look down in the brain of an animal

특정한 기술에 연관된

that's engaged in a specific skill,

한 동물의 뇌를 들여다본다면,

and you can witness or document this change on a variety of levels.

이 변화를 다양한 차원에서 목격하고 기록할 수 있을 것입니다.

So here is a very simple experiment.

여기 매우 단순한 실험이 있습니다.

It was actually conducted about five years ago

사실 약 5년 전에

in collaboration with scientists from the University of Provence

마르셀리스의 프로방스 대학의 과학자들과 함께

in Marseilles.

공동연구로 수행된 실험입니다.

It's a very simple experiment where a monkey has been trained

무척 간단한 실험으로서, 원숭이들은

in a task that involves it manipulating a tool

도구를 조작하는 것과 연관된 과제를 훈련받았습니다.

that's equivalent in its difficulty

이는 아이가 숫가락을 다루는 법을 배우는 것과

to a child learning to manipulate or handle a spoon.

동등한 정도의 어려움을 갖고 있습니다.

The monkey actually mastered the task

실제로 원숭이는 약 700회의 시도를 통해

in about 700 practice tries.

이 기술을 숙달하였습니다.

So in the beginning the monkey could not perform this task at all.

처음에 원숭이는 이 과제를 전혀 수행할 수 없었습니다.

It had a success rate of about one in eight tries.

성공률이 약 8분의 1정도에 불과하였습니다.

Those tries were elaborate.

이 시도들엔 큰 노력이 들었습니다.

Each attempt was substantially different from the other.

매번 시도할 때마다 그 동작들은 서로 매우 달랐습니다.

But the monkey gradually developed a strategy.

하지만 원숭이는 차츰 전략을 발달시켰습니다.

And 700 or so tries later

그리고 약 700번의 시도 후에

the monkey is performing it flawlessly -- never fails.

그 원숭이는 완전무결하게 수행할 수 있게 되었습니다. 절대 실패하지 않았지요.

He's successful in his retrieval of food with this tool every time.

그는 이 도구를 사용한 음식의 회수에 매번 성공하였습니다.

At this point the task is being performed

이 시점에서 과제는

in a beautifully stereotyped way:

아름다울 정도로 동일한 방식으로 수행되었습니다.

very beautifully regulated and highly repeated, trial to trial.

매우 아름답게 조절되었고, 여러번에 걸쳐 반복되었습니다.

We can look down in the brain of the monkey.

우리가 이 원숭이의 뇌를 들여다 보면,

And we see that it's distorted.

그것이 변화되었음을 알게 됩니다.

We can track these changes, and have tracked these changes

우리는 이 변화를 추적할 수 있고, 실제로 그렇게 하였습니다.

in many such behaviors across time.

많은 그러한 행동들에서 여러차례 관찰할 수 있었습니다.

And here we see the distortion

여기에 보이는 것은 원숭이의 손의 피부와 연결된 지도에서

reflected in the map of the skin surfaces of the hand of the monkey.

나타난 변화입니다.

Now this is a map, down in the surface of the brain,

이 지도는, 뇌의 표면을 나타내고 있는데,

in which, in a very elaborate experiment we've reconstructed the responses,

매우 정교한 실험으로 각각의 위치마다

location by location,

반응을 재구성한,

in a highly detailed response mapping of the responses of its neurons.

뉴런들의 매우 세밀한 반응을 표상한 것입니다.

We see here a reconstruction of how

우리는 여기에 손이 뇌에 어떻게

the hand is represented in the brain.

표상되어 있는지 재구성하였습니다.

We've actually distorted the map by the exercise.

우리는 훈련을 통해 실제로 변형된 지도를 얻었습니다.

And that is indicated in the pink. We have a couple fingertip surfaces that are larger.

그 변화는 분홍색으로 표시되어 있습니다. 한 쌍의 손가락 끝 표면들에 해당하는 부분이 확대되었습니다.

These are the surfaces the monkey is using to manipulate the tool.

이 영역이 바로 원숭이가 도구를 조작하기 위해 사용한 부분입니다.

If we look at the selectivity of responses

원숭이의 피질에서의 선택적인 반응에

in the cortex of the monkey,

주목해보자면,

we see that the monkey has actually changed the filter characteristics

우리는 원숭이가 실제로 필터 특성을 변형시켰음을 볼 수 있습니다.

which represents input from the skin

이 필터를 통해 연관된 손가락 끝의

of the fingertips that are engaged.

피부에서의 입력이 표상됩니다.

In other words there is still a single, simple representation of the fingertips

달리 말하자면, 하나의 단순한 손가락 끝의 표상이

in this most organized of cortical areas

대부분의 조직된 피질 영역에서

of the surface of the skin of the body.

신체의 피부의 표면에 연관되어 존재합니다.

Monkey has like you have.

여러분과 마찬가지로 원숭이도 그런 구조를 갖고 있습니다.

And yet now it's represented in substantially finer grain.

그리고 이젠 훨씬 세밀하게 표상되었습니다.

The monkey is getting more detailed information from these surfaces.

원숭이는 이제 그 표면들로부터 더욱 세밀한 정보를 얻고 있습니다.

And that is an unknown -- unsuspected, maybe, by you --

그리고 이것이 미지의, 생각지도 못한, 어쩌면 여러분도,

part of acquiring the skill or ability.

기술과 능력의 획득의 부분인 것입니다.

Now actually we've looked in several different cortical areas

우리는 실제로 이 원숭이가 본 과제를 배우는 중에

in the monkey learning this task.

다양한 피질 영역을 관찰하였습니다.

And each one of them changes in ways that are specific

각 영역들은 그 기술 혹은 능력에 특정한 방식으로

to the skill or ability.

변화되었습니다.

So for example we can look to the cortical area

예를 들어 원숭이 (팔의) 자세를 통제하는

that represents input that's controlling the posture of the monkey.

입력을 표상하는 피질 영역을 관찰해볼 수 있습니다.

We look in cortical areas that control specific movements,

해당 행동을 하기 위해 필요한 특정한 동작들과

and the sequences of movements

동작들의 연쇄 등을 통제하는

that are required in the behavior, and so forth.

피질영역을 관찰할 수 있습니다.

They are all remodeled. They all become specialized for the task at hand.

그 부분들은 전부 재형성 되었습니다. 모두 손의 그 과제를 위해 특화되었습니다.

There are 15 or 20 cortical areas that are changed specifically

이러한 단순한 과제를 학습하는데 특정하게 변화되는

when you learn a simple skill like this.

15에서 20개의 피질 영역들이 존재합니다.

And that represents in your brain, really massive change.

그리고 이는 여러분 뇌 안에서 실제로 거대한 변화를 표상합니다.

It represents the change in a reliable way

그 변화는 매우 안정적인 방식으로

of the responses of tens of millions,

여러분의 뇌 안의 수천 만개의 뉴런들,

possibly hundreds of millions of neurons in your brain.

어쩌면 수억개의 뉴런들의 반응들로 표상됩니다.

It represents changes

이 변화는 여러분 뇌 안의 수억개의,

of hundreds of millions, possibly billions

어쩌면 수십억개의

of synaptic connections in your brain.

시냅스 연결의 변화로 표상됩니다.

This is constructed by physical change.

이는 물리적 변화로 구성됩니다.

And the level of construction that occurs is massive.

이 야기되는 구성의 수준은 방대합니다.

Think about the changes that occur in the brain of a child

아기의 뇌에서 일어나는 변화를 생각해보십시오.

through the course of acquiring their movement behavior abilities in general.

일반적인 행동 능력을 습득하는 과정에서,

Or acquiring their native language abilities.

혹은 모국어를 습득하는 과정에서.

The changes are massive.

그 변화는 어마어마합니다.

What it's all about is the selective representations

이 모든 것은 뇌에게 중요한 것들에 대한

of things that are important to the brain.

선택적인 표상에 관한 것입니다.

Because in most of the life of the brain

왜냐하면 뇌의 일생의 대부분 동안

this is under control of behavioral context.

(선택적 표상은) 행동적 맥락에 의해 통제를 받게 됩니다.

It's what you pay attention to.

여러분이 주목하는 것,

It's what's rewarding to you.

여러분에게 보상이 되는 것,

It's what the brain regards, itself,

그것이 뇌 그 자신이

as positive and important to you.

여러분에게 긍정적이고 중요하다고 간주하는 것입니다.

It's all about cortical processing

이 모두는 피질의 정보처리와

and forebrain specialization.

전뇌의 특화에 관한 것입니다.

And that underlies your specialization.

그리고 여러분의 특화의 기저에 있는 것입니다.

That is why you, in your many skills and abilities,

이로 인해 여러분은, 여러분의 많은 기술과 능력과 함께,

are a unique specialist:

유일무이한 전문가가 되는 것입니다.

a specialist that's vastly different

이 전문가는 물리적인 뇌의 측면에서

in your physical brain in detail

100년 전의 개인과는

than the brain of an individual 100 years ago;

매우 다른 존재입니다.

enormously different in the details

1000년 전의 평균적 개인들과는

from the brain of the average individual 1,000 years ago.

세부적으로 엄청나게 다른 뇌를 갖고 있습니다.

Now, one of the characteristics of this change process

이 변화 과정의 특징 중 하나는

is that information is always related

어떤 정보는 항상 맥락적으로

to other inputs or information that is occurring

인접하여 발생하는 다른 입력,

in immediate time, in context.

혹은 정보와 연관된다는 것입니다.

And that's because the brain is constructing representations of things

이는 뇌가 짧은 시간 안에 상관을 가진 사건들

that are correlated in little moments of time

혹은 어떤 하나가 다른 하나에 곧바로 연속되는 짧은 시간 안에 연관을 갖는

and that relate to one another in little moments of successive time.

사건들의 표상을 구성하기 때문입니다.

The brain is recording all information

뇌는 모든 정보를 기록하고

and driving all change

시간적 맥락에서

in temporal context.

모든 변화를 몰아갑니다.

Now overwhelmingly the most powerful context

이제 여러분 뇌속에서 발생하는

that's occurred in your brain is you.

압도적으로 가장 강력한 맥락은, 바로 여러분입니다.

Billions of events have occurred in your history

여러분의 생애에서 수십억가지의 사건들이

that are related in time to yourself

시간적으로 연관되어 일어났습니다.

as the receiver,

여러분을 수신자로서,

or yourself as the actor, yourself as the thinker,

혹은 행위자나, 사고자나,

yourself as the mover.

주동자로서 말입니다.

Billions of times little pieces of sensation have come in

수십억번 감각의 작은 조각들이

from the surface of your body

여러분 몸의 표면을 통해 들어 오고,

that are always associated with you as the receiver,

이는 항상 여러분을 수신자로 하여 여러분과 연관되며,

and that result in

그 결과는

the embodiment of you.

여러분의 체화로 나타나게 됩니다.

You are constructed, your self is constructed

여러분들은 구성된 것이며, 여러분 자신은

from these billions of events.

이 수십억개의 사건들로 구성된 것입니다.

It's constructed. It's created in your brain.

구성된 것이고, 여러분의 뇌 안에 창조된 것입니다.

And it's created in the brain via physical change.

뇌의 물리적인 변화를 통해 창조된 것입니다.

This is a marvelously constructed thing

이는 경이롭게 구성된 것이며

that results in individual form

개별적인 형태로 나타나는데,

because each one of us has vastly different histories,

이는 우리 모두가 대단히 다른 개별적 역사를 갖고 있기 때문입니다.

and vastly different experiences,

그리고 이 다른 경험들은

that drive in to us this marvelous differentiation of self,

자아의, 성격의 경이로운

of personhood.

분화를 가져오게 됩니다.

Now we've used this research

우리는 이 연구를 통해

to try to understand not just how a normal person develops,

어떻게 보통 인간이 발달하고

and elaborates their skills and abilities,

기술과 능력들을 정교화하는지

but also try to understand

뿐만이 아니라

the origins of impairment,

장애의 원인과

and the origins of differences or variations

어린이, 혹은 성인의 능력을 제한하는

that might limit the capacities of a child, or an adult.

차이 혹은 변이의 원인까지도 이해하고자 하였습니다.

I'm going to talk about using these strategies

저는 아이의 작동기제를 교정하기 위해

to actually design brain plasticity-based

실제로 뇌-가소성-기반 접근을 디자인하기 위한

approach to drive corrections in the machinery of a child

전략을 사용하는 것에 대해 말씀 드리겠습니다.

that increases the competence of the child

이 접근을 통해 언어 수신자로서, 그리고 사용자로서의

as a language receiver and user

아이의 능력을 증대시키고,

and, thereafter, as a reader.

결과적으로 독자로서의 능력까지 증대시키는 것을 목적으로 합니다.

And I'm going to talk about experiments that involve

실제로 이 뇌과학을 사용하는 것과 연관된

actually using this brain science,

실험들에 대해 말씀 드리겠습니다.

first of all to understand how it contributes to the loss of function as we age.

우선 나이가 들면서 나타나는 기능 손실이 어떻게 나타나는지를 이해하고,

And then, by using it in a targeted approach

특정화된 접근으로 사용함으로서,

we're going to try to differentiate

우리는 노년에 기능을 재활하는

the machinery to recover function in old age.

기제를 구별하고자 하였습니다.

So the first example I'm going to talk about

말씀드릴 첫번째 예는

relates to children with learning impairments.

학습장애를 가진 아이들과 관련되어 있습니다.

We now have a large body of literature

방대한 문헌들에서,

that demonstrates that the fundamental

초기 언어 장애를 나타내고

problem that occurs in the majority of children

읽기를 배우는데 문제를 겪게 될 아이들의

that have early language impairments,

대다수에게 나타나는 기본적인 문제는

and that are going to struggle to learn to read,

이 아이들의 언어처리기제가

is that their language processor

불완전한 방식으로

is created in a defective form.

형성된다는 것임이 예시되고 있습니다.

And the reason that it rises in a defective form

그리고 불완전한 방식으로 형성되는 이유는

is because early in the baby's brain's life

아기의 뇌의 생애 초기에

the machine process is noisy.

기계적 처리에 잡음이 많기 (noisy) 때문입니다.

It's that simple.

이렇게 단순한 것입니다.

It's a signal-to-noise problem. Okay?

신호 대 잡음 문제에 지나지 않는 것입니다. 아시겠습니까?

And there are a lot of things that contribute to that.

여기에는 많은 원인이 있을 수 있습니다.

There are numerous inherited faults

수많은 유전적 결함이

that could make the machine process noisier.

기계적 처리장치에 잡음을 높일 수 있습니다.

Now I might say the noise problem could also occur

또 잡음 문제는 세계로부터

on the basis of information provided

제공받은 정보에서 일어난다고 할 수도

in the world from the ears.

있겠습니다. 즉 귀로부터 말입니다.

If any -- those of you who are older in the audience know

혹시, 여러분들 중 나이 드신 분들은 아시겠지만

that when I was a child we understood that a child born with a cleft palate

제가 어렸을 때, 구개열(역주: cleft plate: 언청이 (Chelioschisis)와 유사한 유전적 기형)을 갖고 태어난 아이들을

was born with what we called mental retardation.

우리는 소위 정신지체가 있는 것으로 생각했었습니다.

We knew that they were going to be slow cognitively;

우리는 그들이 인지적으로 늦될 것이라는 것을 알고 있었습니다.

we knew they were going to struggle to learn to develop normal language abilities;

우리는 그들이 일반적인 언어 능력을 발달시키는데 곤란을 겪을 것이라는 점을 알고 있었습니다.

and we knew that they were going to struggle to learn to read.

그리고 읽기를 배우는 데에도 마찬가지로 힘들 것이라는 점도 알았습니다.

Most of them would be intellectual and academic failures.

그들의 대부분은 지적으로 학구적으로 실패할 것이라는 것도 알았습니다.

That's disappeared. That no longer applies.

이제는 사라졌지요. 이젠 더 이상 적용되지 않습니다.

That inherited weakness, that inherited condition

그 유전적 결함이, 그 유전적 장애가

has evaporated.

사라져 버렸지요.

We don't hear about that anymore. Where did it go?

이젠 더 이상 그런 얘기를 듣지 않습니다. 어디로 갔을까요?

Well, it was understood by a Dutch surgeon,

네덜란드 외과의사에 의해,

about 35 years ago,

약 35년 전,

that if you simply fix the problem early enough,

뇌가 아직 최초의 가소적 시기에 있을 때

when the brain is still in this initial plastic period

그 문제를 고쳐준다면

so it can set up this machinery adequately,

뇌는 기계적으로 적합하게 적응할 수 있으며,

in this initial set up time in the critical period,

이 민감기 동안의 최초의 구성 시기 동안

none of that happens.

어떤 나쁜 일도 일어나지 않는다는 것이 알려진 것입니다.

What are you doing by operating on the cleft palate to correct it?

구개열을 교정하기 위한 수술 중에 어떤 일을 하게 되나요?

You're basically opening up

기본적으로 중이에 지속적으로

the tubes that drain fluid from the middle ears,

액체가 고이게 하던 튜브를

which have had them reliably full.

개방하여 액체가 흘러나오게 합니다.

Every sound the child hears uncorrected is muffled.

교정받지 않은 아이가 듣는 모든 소리는 뭉개지고

It's degraded.

망가진 것입니다.

The child's native language is such a case is not English.

이런 경우 아이의 모국어는 영어가 아닙니다

It's not Japanese.

일본어가 아닙니다

It's muffled English. It's degraded Japanese.

뭉개진 영어고 망가진 일본어입니다.

It's crap.

쓰레기에 불과합니다.

And the brain specializes for it.

그리고 뇌는 거기에 특수화하게 됩니다.

It creates a representation of language crap.

쓰레기 언어의 표상을 만들어 내지요.

And then the child is stuck with it.

그리고 아이는 그걸로 고생하게 됩니다.

Now the crap doesn't just happen in the ear.

이제는 쓰레기가 단지 귀에서만 있는 것이 아니라

It can also happen in the brain.

뇌에서도 있게 됩니다.

The brain itself can be noisy. It's commonly noisy.

뇌 자체도 소음이 많습니다. 일반적으로 소음을 갖고 있습니다.

There are many inherited faults that can make it noisier.

더 소음을 심하게 하는 다수의 유전적 결함들도 있습니다.

And the native language for a child with such a brain

그리고 그러한 뇌를 가진 아이의 모국어는

is degraded.

망가져 있습니다.

It's not English. It's noisy English.

영어가 아닙니다. 소음섞인 영어입니다.

And that results in defective representations of sounds of words --

그리고 그 결과는 단어의 소리를 표상하는데 결함을 가져오고,

not normal -- a different strategy,

일반적이 아닌 다른 식의 전략을 갖게 되며,

by a machine that has different time constants and different space constants.

다른 공간 상수를 갖는 기계가 됩니다.

And you can look in the brain of such a child and record those time constants.

만일 그러한 아이의 뇌를 들여다보고 시간 상수를 기록한다면,

They are about an order of magnitude longer,

약 1 자리수 더 크게 될 것입니다.

about 11 times longer in duration on average,

평균 지속시간이 보통 아이들에 비해

than in a normal child.

약 11배 더 길게 됩니다.

Space constants are about three times greater.

공간 상수는 약 3배 정도 더 큽니다.

Such a child will have memory and cognitive deficits

이러한 아이는 본 영역(역: 청각언어)에서

in this domain.

기억과 인지기능에 장애를 보일 것입니다.

Of course they will. Because as a receiver of language,

당연히 그렇습니다. 왜냐하면 언어의 수신자로서

they are receiving it and representing it,

(소리를) 수신하고 표상하는데,

and in information it's representing crap.

정보로서, 그것은 쓰레기를 표상하고 있기 때문입니다.

And they are going to have poor reading skills.

따라서 그들은 읽기 능력에서도 미흡할 것입니다.

Because reading is dependent upon the translation of word sounds

왜냐하면 읽기란 단어의 소리를

into this orthographic or visual

철자적, 혹은 시각적 표상 형태로 전환하는 것에

representational form.

의존하기 때문입니다.

If you don't have a brain representation of word sounds

만일 뇌에 단어 소리의 표상이 없다면

that translation makes no sense.

이러한 전환은 무의미해집니다.

And you are going to have corresponding abnormal neurology.

또한 이에 따른 신경적 이상을 갖게 될 것입니다.

Then these children increasingly

그러면 이 아이가 점차

in evaluation after evaluation,

발달하는 과정에서,

in their operations in language, and their operations in reading --

언어를 처리하고, 독해를 처리하는 과정에서

we document that abnormal neurology.

우리는 그 신경적 이상을 기록합니다.

The point is is that you can train the brain out of this.

요점은 이 과정에서 뇌를 훈련시킬 수 있다는 것입니다.

A way to think about this is you can actually re-refine

생각해 볼 점은 여러분이

the processing capacity of the machinery

기제의 처리능력을 변화시킴으로써

by changing it.

실제로 재정련할 수 있다는 것입니다.

Changing it in detail. It takes about 30 hours on the average.

세밀하게 변화시킵니다. 평균 30시간이 걸립니다.

And we've accomplished that in about 430,000 kids today.

오늘날까지 우리는 43만 아이들에게서 변화를 달성하였고,

Actually, probably about 15,000 children are being trained as we speak.

실제로 아마 약 1만5천 아이들이 지금도 훈련을 받고 있습니다.

And actually when you look at the impacts, the impacts are substantial.

그리고 실제로 그 효과를 보자면, 그 효과는 상당합니다.

So here we're looking at the normal distribution.

여기 정규 분포를 보면,

What we're most interested in is these kids on the left side of the distribution.

우리가 관심을 갖는 것은 이 분포의 왼쪽에 있는 아이들입니다.

This is from about 3,000 children.

전체는 약 3천명의 아이들이었습니다.

You can see that most of the children on the left side of the distribution

분포 왼쪽의 대부분의 아이들이

are moving into the middle or the right.

중앙 혹은 우측으로 이동한 것을 보실 수 있습니다.

This is in a broad assessment of their language abilities.

이 수치는 넓은 범위의 언어능력 평가입니다.

This is like an IQ test for language.

언어에 관한 IQ 검사과 유사한 것입니다.

The impact in the distribution, if you trained every child

이 분포에서 효과는, 만약 미국의

in the United States, would be to shift the whole distribution to the right

모든 아이들이 훈련을 받는다면, 전체 분포가

and narrow the distribution.

우측으로 이동하고 좁아지는 것으로 나타날 것입니다.

This is a substantially large impact.

이는 상당히 커다란 효과입니다.

Think of a classroom of children in the language arts.

어학 수업 때 아이들을 생각해보세요.

Think of the children on the slow side of the class.

그 수업에서 진도가 더딘 아이들을 생각해 보세요.

We have the potential to move most of those children

우리는 그 아이들의 대부분을

to the middle or to the right side.

중앙이나 우측으로 이동시킬 잠재력을 가진 것입니다.

In addition to accurate language training

정확한 언어 훈련에 관해 덧붙이자면,

it also fixes memory and cognition

이것은 기억과 인지,

speech fluency and speech production.

발화의 유창함과 생산성 또한 교정합니다.

And an important language dependent skill is enabled by this training --

또한 이 훈련으로 청각언어에 의존적인 중요한 기술 또한 가능해집니다.

that is to say reading.

말하자면 읽기가 있겠지요.

And to a large extent it fixes the brain.

또 넓은 영역에서 뇌를 교정합니다.

You can look down in the brain of a child

이 아이들의 뇌를 들여다보면,

in a variety of tasks that scientists have at Stanford,

스탠포드, MIT, UCSF, UCLA 또한 많은 다른 기관의

and MIT, and UCSF, and UCLA, and a number of other institutions.

과학자들이 고안한 다양한 과제를 통해서 들여다 보자면,

And children operating in various language behaviors,

아이들이 다양한 언어 행동을 하는 동안,

or in various reading behaviors,

혹은 다양한 읽기 행동을 하는 동안

you see for the most extent,

대부분의 영역에서

for most children, their neuronal responses,

대부분의 아이들에게서, 신경적 반응의 측면에서,

complexly abnormal before you start,

훈련 전에는 복잡하게 비정상적이지만,

are normalized by the training.

훈련 후에는 정상화되는 것을 볼 수 있습니다.

Now you can also take the same approach

또한 같은 접근 방법을 노화의 문제를 다루기 위해서도

to address problems in aging.

사용할 수 있습니다.

Where again the machinery is deteriorating now

이젠, 기제가 훌륭한 상태에서

from competent machinery, it's going south.

악화되는 경우입니다. 내려가는 것이지요.

Noise is increasing in the brain.

이 뇌에서는 소음이 증가합니다.

And learning modulation and control is deteriorating.

학습 조절과 통제가 악화됩니다.

And you can actually look down on the brain of such an individual

이런 개인의 뇌를 들여다 본다면,

and witness a change in the time constants and space constants

예를 들어, 언어를 표상하는 부분에서

with which, for example, the brain is representing language again.

시간 상수와 공간 상수들의 변화를 목격할 것입니다.

Just as the brain came out of chaos at the beginning,

혼란에서 시작한 뇌가

it's going back into chaos in the end.

다시 혼란으로 돌아가는 것으로 끝나는 것이지요.

This results in declines in memory

이는 기억, 인지, 자세 능력과,

in cognition, and in postural ability and agility.

명민함의 감소를 야기합니다.

It turns out you can train the brain of such an individual --

이러한 개인의 뇌를 훈련시킬 수 있는 것으로 밝혀졌습니다.

this is a small population of such individuals --

여기에 그러한 개인들의 일부 집단이 있습니다.

train equally intensively for about 30 hours.

약 30시간 정도를 모두 동일하게 집중적으로 훈련하였습니다.

These are 80- to 90-year-olds.

나이는 80에서 90살 정도 였습니다.

And what you see are substantial improvements of their immediate memory,

그 결과 즉각적 기억,

of their ability to remember things after a delay,

지연 후 기억해내는 능력,

of their ability to control their attention,

주의를 통제하는 능력,

their language abilities and visual-spatial abilities.

언어 능력, 시각적, 공간적 능력에서 상당한 발전을 보실 수 있습니다.

The overall neuropsychological index

이 집단에서 훈련받은 개인들의

of these trained individuals in this population

전반적 신경심리학적 지수(역:의 훈련에 의한 변화량)는

is about two standard deviations.

약 2 표준편차였습니다.

That means that if you sit at the left side of the distribution,

이는 만일 당신이 분산의 왼쪽에 있었고,

and I'm looking at your neuropyschological abilities,

(역:훈련 후에) 신경심리학적 능력을 본다면,

the average person has moved to the middle

대부분의 사람들이 분산의 중앙이나,

or the right side of the distribution.

우측으로 이동했다는 뜻입니다.

It means that most people who are at risk for senility,

이는 얼마 있어 노망의 위험이 있는

more or less immediately,

사람들의 대부분이

are now in a protected position.

이젠 안전한 위치로 옮겨졌다는 뜻입니다.

My issues are to try to get to rescuing

저의 관심은 나이든 사람들을

older citizens more completely and in larger numbers,

더 완전하게, 더 많이 구하는 것입니다.

because I think this can be done in this arena on a vast scale --

왜냐하면 저는 이것이 이 방대한 규모의 각축장에서 가능하다고 생각하기 때문입니다.

and the same for kids.

아이들에 대해서도 마찬가지입니다.

My main interest is how to elaborate this science to address other maladies.

제 주요 관심은 어떻게 이 과학을 정교화하여 다른 병폐를 해결할 수 있는가 입니다.

I'm specifically interested in things like autism,

저는 특히 자폐증이나, 뇌성마비 같은

and cerebral palsy, these great childhood catastrophes.

엄청난 아동기의 재앙에 특히 관심을 갖습니다.

And in older age conditions like Parkinsonism,

또한 더 나이 많은 경우에 해당되는 파킨슨씨병이나,

and in other acquired impairments like schizophrenia.

정신분열병같은 획득되는 장애에도 관심을 갖습니다.

Your issues as it relates to this science,

여러분의 관심은, 이 과학에 관하여,

is how to maintain your own high-functioning learning machine.

여러분의 자신의 고기능 학습 기계를 어떻게 유치하는가 일 것입니다.

And of course, a well-ordered life

물론 잘 조직된 생활이,

in which learning is a continuous part of it, is key.

학습이 지속적되는 것이 핵심입니다.

But also in your future is brain aerobics.

하지만 여러분의 미래에는 뇌 에어로빅이 있습니다.

Get ready for it. It's going to be a part of every life

준비해 두세요. 머지 앉은 미래에

not too far in the future,

여러분 일상의 일부가 될 것입니다.

just like physical exercise

신체적 운동과 마찬가지로

is a part of every well organized life in the contemporary period.

(뇌 에어로빅)은 현시대의 잘 정돈된 삶의 일부가 될 것입니다.

The other way that we will ultimately come to consider this

여러분에서 중요한 이 문헌과 과학을

literature and the science that is important to you

근본적으로 고려하는 또 다른 방법은

is in a consideration of how to nurture yourself.

어떻게 당신 자신을 양육할 것인가에 관한 고려에 달려있습니다.

Now that you know, now that science is telling us

이제 당신도 이 과학이 우리에게 다음을 말해준다는 것을 압니다:

that you are in charge,

당신이 책임을 갖고 있으며

that it's under your control,

당신의 통제에 달려있으며

that your happiness, your well-being,

당신의 행복, 안녕,

your abilities, your capacities,

당신의 능력과 생산성이

are capable of continuous modification,

지속적으로 변화될 수 있고

continuous improvement,

지속적으로 개선될 수 있으며,

and you're the responsible agent and party.

여러분이 책임을 갖는 행위자이자 당사자라는 것을.

Of course a lot of people will ignore this advice.

물론 많은 사람들이 이 조언을 무시하겠지요.

It will be a long time before they really understand it.

그 사람들이 실제로 이를 이해하는데는 시간이 많이 걸릴 겁니다.

(Laughter)

(웃음)

Now that's another issue and not my fault.

그것은 또 다른 주제이고 제 잘못은 아니지요.

Okay. Thank you.

그럼, 감사합니다.

(Applause)

(박수)