원제는 <How brains make up their minds>.
저자는 Walter J. Freeman. 물리학, 수학, 철학, 전자공학, 의학을 배우고 UC 버클리에서 뇌과학을 가르치고 있다.
번역자는 진성록.

저자의 주요 주장은 외부 세계의 정보 혹은 다른 뭔가가 인간의 뇌, 혹은 마음 안으로 직접 들어오지는 않고, 단지 뇌, 혹은 마음 안에서 외부 세계에 대한 동화(assimilation)가 일어나는 것이라는 것. 이것은 아리스토텔레스, 아퀴나스가 주장했던 것과 같다고 한다. 이것은 "능동적 지각"이라고도 한다. 감각이 지각으로 변화하는 과정에서 생물이 외부 세계에 행동을 가하거나 예측하거나(이런 예측을 preafference 라고 한다) 한다는 것이다. 이것을 실용주의의 관점이라고 하면서 실용주의는 "마음을 이 세상을 향한 행동의 결과로 생기는 동적인 구조로 본다"고 한다.

뇌의 상태변화 혹은 인간의 마음은 외부세계에 대해 수동적으로 반응하는 것에 불과하다는 주장들을 소개하고 저자는 거기에 반대한다는 얘기를 한다. 그 근거로 내세우는 것은, 인간 혹은 생물에게 일반적으로 보이는 지향성(intentionality).

감각세포에서 뇌로 전달된 신호가 국지적으로 동역학적인 의미에서 chaotic attractor 를 이룬다는 것. 한 패턴이 한 attractor 에 대응된다는 것(이것은 좀 불확실하게 써져 있다), 그렇지만 이 대응이 개인마다 다르고 한 개인에 있어서도 계속 변화한다는 얘기가 나온다.
뇌 전체의 영역에서 global AM(Amplitude Modulation) pattern 의 패턴이 의미, 의식, 자각과 관계가 있을 것 같다는 주장을 하는 것 같다.
자세히는 10 단계로 지각과 의미의 발생을 설명하고 있다.

1. 뇌에서 point-attractor 에서 non-zero point attractor 로의 전환.
2. excitatory cortical population과 inhibitory cortical population 사이의 negative feedback 을 통한 oscillation 출현.
3. point attractor 에서 limit cycle attractor 로의 전환. 이것이 2의 oscilation 을 조절한다.
4. excitatory-inhibitory cortical population 사이의 feedback 들이 3 개 이상 결합하여 chaotic background activity 가 발생. (이것은 진공에 가득한 양자요동을 연상시킨다.)
5. 수상돌기를 통해 넓은 범위로 AM(Amplitude Modulation)이 퍼져나간다.
6. excitatory-inhibitory cortical population 들이 뒤섞인 곳에서 receptor neuron 으로부터의 input 에 의한 nonlinear feedback gain 의 증가. 이것이 지각의 첫 단계로 AM 패턴을 형성시킨다.
7. 뉴런 활동의 AM 패턴에서 이루어지는 의미의 구체화. 학습을 통해 neuron 들의 synapse 가 바뀌고 이에 따라 AM 패턴이 결정된다. (여기까지의 과정을 요햑하면, 감각에 따르는 학습이 일어나고 그 결과 neuron 들이 synapse 가 바뀐다.)
8. 감각에 따르는 미시적 활동의 attenuation 과 거시적 AM 패턴의 enhancement. 유아론의 바탕을 이루는 피질의 divergent-convergent projection 으로 인해 일어난다.
9. preafference 에서 일어나는 동반방출의 확산성. 이 동반방출은 케슈탈트의 형성을 위한 바탕으로, 내후각뇌피질로의 multisensory convergence 가 이루어진 뒤에 일어난다.
(여러 sensory neuron 들로 부터 들어온 input 들이 변연계에서 통합됨. 이 결과를 전두엽같은 상위의 정신작용이 이용할 수 있는 것 같다. 그리고 다시 변연계에서 motor neoron 쪽으로 신호를 보낸다. 그 때 변연계에서 sensory neuron 방향으로도 신호를 보낸다. 그러면 생물을 행동에 따른 지각을 약간 미리 예측하게 된다. 이것을 동반방출, preafference 라고 하는 것 같다. 중요한 것은 이러한 sensory recursion 혹은 preconfiguration 이 지향적인 행동을 만들어 낸다는 것이다. 예를 들어 토끼가 코를 킁킁거리며 먹이의 냄새를 찾는 행동. 이 부분이 이 책의 핵심부다.)
10. chaotic global AM pattern sequence 가 형성. 이것이 전체 뇌반구를 지향적 상태로 통합한다.

한편, 여기에서도 의식의 부수현상설이 소개되는데, 저자는 거기에 반대한다고 한다. 의식의 장기 계획 능력같은 것을 근거로 들면서. 그런데 무의식도 장기 계획을 할 수 있는 거 아닌가?

한편, 자각에 대한 실험도 인상적이다. 일단 감각이 들어오고 그것을 스스로 인식하기까지 약 0.5초가 걸린다고 한다. receptor neuron 에서 뇌까지 걸리는 시간은 1/10 초보다 작다고 한다. 따라서 뇌에서 자각에 도달할 때까지 상당히 많은 시간이 소요되는 것이다.
그리고 다른 실험에서는 피실험자에게 가만히 있다가 수시로 스위치를 눌러달라고 했는데 실제로 스위치를 누르기 약 1초 전부터 이미 뇌전위에 변화가 시작됐다고 한다. 즉, 의도를 자각하기 전에 이미 뇌는 변화하고 있었던 것이다. 뇌에서 행동으로 이어지기까지의 지연을 고려하면 자각하기 약 0.25 에서 0.5 초 정도 전에 뇌는 변화하기 시작한 것이다.
또한, 섬유띠경로라는 것을 소개하고 있다. 이것은 감각과 자각 사이의 차이를 해결하기 위해 뇌에서 "시간을 되돌리는" 역할을 한다고 한다. 이런 기능을 통해서 합창과 같이 다른 사람과의 협동작업을 할 수 있다고 한다. 그런데 이것은 잘 이해가 안 된다.