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생각이 어떻게 코드화 되는가

『뇌의식의 탄생』은 ‘인공지능이 단순한 업무를 넘어서 창의성이 필요한 부분까지 해냄으로써 인간의 모든 일을 대신하는 시대가 오는 것은 아닌가 하는 우려가 시작되는 이 시대에, 우리가 함께 고민해야 할 부분에 대한 안내서’이다.

뇌와 의식은 과학 분야와 철학 분야 모두에서 극도로 어려운 개념이었다. 오늘날 우리는 뇌에 대해 더 많은 것을 알고 있기는 하지만, 뇌와 의식은 여전히 신비롭고 미스터리한 분야다. 아마 더 많은 시간이 흘러야 이해할 수 있을지도 모르겠다. 그러나 지닌 10년간 매우 흥미로운 발전이 일어났던 바, 이 책은 그러한 발전을 알려는 연구자나 학생 등에게 훌륭한 안내서라고 생각한다.

저자는 프랑스 SACLAY 연구소의 인지신경영상 연구 분과의 수장으로, 프랑스 학술원 회원이면서 언어와 우리 뇌에서 수(Number)를 인지하는 분야를 연구하는 과학자이기도 하다. 아울러 의식에 대한 좋은 연구들을 진행해온 이 분야의 저명한 과학자이기도 하다.

저자는 뇌와 의식에 대한 연구와 관련된 새로운 실험에 따른 증거를 요약하면서 이 책을 시작한다. 사실 뇌와 의식에 대한 연구에서 대표적인 걸림돌 중 하나는 눈에 보이는 ‘주관적 특성’이다. 실제로 일어나는 현상을 ‘객관적으로 연구하는 것’을 목적으로 하는 과학은 이러한 ‘주관적 특성’이라는 것을 어떻게 다룰 것인가?

그래서 많은 과학자들은 이러한 ‘주관적 특성’이라는 것을 극복할 수 없기에, 특히 의식에 대한 연구는 영원히 철학자들의 영역으로 남을 것이라고 봐왔다. 하지만 저자는 과학 분야에서의 새롭고 창의적인 실험과 그에 따른 흥미진진한 결과를 소개하고 있다.

저자는 “의식이란 대뇌 피질 내부에서 뇌 전체에 정보를 발송하는 것이다”라고 주장하고, 의식은 신경세포의 네트워크에서 생기며, 신경세포망의 존재 이유는 뇌 전체를 통해 대대적으로 적절한 정보를 공유하기 위한 것이라고 주장한다.

저자가 제안한 ‘광역 신경세포 작업 공간’이라는 개념은 신선하면서도 도전적이다. 아울러 저자는 이 작업 공간에 부여된 근본적인 성질은 ‘자율성‘이라고 이야기하고 있다. 그렇다면 우리는 자유의지의 기계인가? 우리 내부로부터 기원하는 자율 활성화 신경세포, 그것의 능력은 어디로부터 오는 것일까?
저자는 또한 이러한 의문에 따른 실험의 증거들을 제시하면서 뇌와 의식에 대한 새로운 이론까지 개발하려고 한다. 그 이론은 뇌와 의식을 연구하는 데 있어서의 좋은 출발점이며, 뇌와 의식에 대한 더 많은 연구를 이끌어줄 검증 가능한 이론이기도 하다.

의식에 대한 우리의 이해는 아직 걸음마 단계이고, 이 책도 끝에서는 깊은 철학적 의문으로 되돌아가지만, 지금보다 더 나은 과학적 해답을 찾게 되면 아마도 요즈음 잘 알려진 강한 인공지능(AI)도 이를 기반으로 탄생하게 되지 않을까 생각해본다.

레이 커즈와일이 이야기하고 스티븐 호킹 박사가 걱정하는 미래의 강한 인공지능의 출현과 관련하여 의식에 대한 문제는 중심에 놓일 것이며, 이러한 인공지능과의 공존 문제는 바로 우리 뇌와 의식에 대한 연구에서 이루어질 것이고, 이는 결국 인류의 미래를 결정할 것이라고 생각한다.

그래서 이 책은 ‘인공지능이 단순한 업무를 넘어서 창의성이 필요한 부분까지 해냄으로써 인간의 모든 일을 대신하는 시대가 오는 것은 아닌가 하는 우려가 시작되는 이 시대에, 우리가 함께 고민해야 할 부분에 대한 안내서’ 역할을 하고 있다고 본다.
_ 김영보(가천의과학대학교 교수/신경외과 교수/뇌과학 연구원)

네이처
뇌 속의 정신을 탐구하는 흥분을 경험하고자 하는 사람이 반드시 읽어야 할 책.

사이언티픽 아메리칸 마인드
데하네는 무의식의 마에스트로다.

워싱턴포스트
데하네는 세상에서 가장 심오한 미스터리 가운데 하나를 탐구하는 데 필요한 바로 그 청사진을 제공한다. 똑똑하고 완벽하며 명쾌한 책.

뉴사이언티스트
직관을 바꾸는 실험들로 가득 차있다.

크리스 프리스
명쾌하다. 데하네의 최고의 업적은 그가 제창한 광역작업공간이론이며, 그것은 뇌에서 일어나는 과정의 일부가 왜 의식의 경험으로 이어지는지에 대한 완벽한 설명의 첫 단계다. 데하네의 설명은 현재까지 신경을 근거로 한 의식의 이야기 가운데 가장 세련된 것이다.

크리스토프 코치
데하네는 이 책에서 20년 가까이 이루어진 활발한 실험과 모델링 작업의 결실을 요약한다……. 이 책은 의식에 대한 연구가 탄생할 때 산파 역할을 한 방법들을 소개하며……정보를 뇌 전반에 걸쳐 활용할 수 있는 것이야말로 바로 의식상태에서 의문이 만들어지는 동안 우리가 주관적으로 경험하는 것이라고 상정한다……. 그런 의문에 대답하기 위해서는 어떤 시스템 내부에서 전달된 데이터의 유형이 생물학적 또는 인공적인 유기체에 의식경험을 일으키느냐 하는 정보이론적인 설명이 요구된다. 하지만 풍부한 자료를 기반으로 훌륭하게 집필된 데하네의 책은 이것을 피하면서 행동이나 신경의 관찰에 국한시킨다.

뉴사이언티스트
의식에 관한 두툼한 책들은 지난 10년 동안 모든 연구자들이 논전에 참여하려고 하는 바람에 별로 가치가 없는 것이 되어버렸다. 하지만 스타니슬라스 데하네는 관련 분야 ─ 철학, 역사, 인지심리학, 뇌촬영, 컴퓨터모델링 등 ─ 의 정상에서 새로운 것을 추가하는 극소수의 인물 가운데 한 사람이다.

북리스트
생생한 비유의 재능을 지닌 훌륭한 교사로서 데하네는 ‘의식은 우리에게 순간마다 알아두어야 할 내용에 대해 보도자료로 배포하는 수천억 개의 신경세포를 참모로 거느리고 있는 큰 단체의 대변인 같은 것’이라고 말한다. 그런 다음 자신과 동료들이 구축한 ‘광역 신경세포 작업 공간’에 관한 깜짝 놀랄 만한 이론을 설명하면서, 피라미드와 같은 우리의 신경세포와 수상돌기, 그리고 각각의 신경세포가 ‘얼굴, 손, 물체’ 같은 특정한 자극에 대해 ‘관여’한다는 발견 등의 묘사로 우리를 열광시킨다. 우리를 다른 동물과 차별화시키는 ‘매우 정교한 생물학적 기계’에 대한 놀라운 묘사.

퍼블리셔스 위클리
복잡한 용어를 흥미롭고 이해할 수 있는 어구로 설명하는 데하네의 솜씨는 자료의 근본적인 이해를 높이는 사진이나 그림이 덧붙여짐으로써 더욱 강화되어있다……. 이 책은 모든 면에서 뇌의 놀라운 메커니즘을 더욱 뚜렷하게 부각시킬 것이다.

에릭 캔들(노벨생리의학상 수상자)
스타니슬라스 데하네의 주목할 만한 책은 오늘날 의식을 다룬 것으로서 내가 지금까지 읽은 것 중 최상의 것이다. 세계적인 과학자인 데하네는 의식을 연구하기 위한 일련의 실험을 개발하는 데 선구적인 역할을 해왔다. 그러한 실험들은 이 분야에 혁명을 일으켰으며, 우리에게 의식의 생물학에 직접 접근하게 해주었다. 간단히 말해 이 책은 역작이 아닐 수 없다. 일반 독자에게 아주 새로운 지적탐구의 세계를 열어준다. (《기억을 찾아서》와 《성찰의 시대》의 저자)

추천의 글 12
서문: 생각의 재료 17
1 실험실로 들어온 의식 45
2 무의식의 깊이 측정 97
3 의식은 무엇에 좋은가? 171
4 의식적 사고의 기호 217
5 의식의 이론화 295
6 궁극적인 테스트 361
7 의식의 미래 419
감사의 말 475
주석 479
참고문헌 510
도판 출전 564
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그럼 의식화는 무엇을 의미할까? 어느 때라도 우리 감각에는 엄청난 감각자극의 흐름이 이르지만 우리의 의식에는 그 가운데 아주 소량만 접근하는 것처럼 보인다. 매일 아침 내가 차를 몰고 출근하는 동안 똑같은 주택들을 지나치지만 그들의 지붕 색깔이나 창문의 숫자를 알지 못한다. 책상에 앉아 이 책을 집필하는 데 집중하는 동안 내 망막에는 주위의 물체, 사진, 회화, 그들의 형태나 색상 등에 대한 정보가 쏟아져 들어온다. 그와 동시에 내 귀에는 음악, 새의 지저귐, 이웃사람들이 내는 소음이 들어온다. 하지만 내가 글을 쓰는 데 집중하는 동안 이러한 산만한 정보는 모두 무의식적인 배경 속에 머물고 있다.
_ Page50

우리가 눈을 뜰 때마다 시각 영역에서는 항상 엄청난 평행작용이 일어난다. 하지만 우리는 그것을 의식하지 못한다. 시각의 내부 작용을 알지 못한 채 그저 우리가 수학 문제를 풀거나 체스게임을 할 때처럼 우리 자신이 열심히 일하고 있다고 느낄 때만 뇌가 열심히 활동한다고 믿는 것이다. 그리고 세상이 시각적으로 매끈한 모습을 띠는 것처럼 보이게 하기 위해 뇌가 얼마나 열심히 일하고 있는지를 전혀 알지 못한다.
_ Page121

우리 의식이 감각정보를 간극이나 모호함이 전혀 없는 종합적인 부호로 압축시키는 데는 이유가 있을 것이다. 그 같은 부호는 아주 소형이라 흔히 ‘작동기억(Working memory)’이라 부르는 것으로 제 시간에 아주 쉽게 들어갈 수 있기 때문이다. 작동기억과 의식은 밀접한 관계가 있는 것 같다. 우리는 대니얼 데닛의 말에 덧붙여 “의식의 주된 역할이란 지속되는 생각을 만들어내는 것이다”라고 주장할 수도 있다. 일단 하나의 정보가 의식되면 그것은 우리가 그것에 주의를 기울이고 기억하는 동안 우리의 마음속에 생생하게 간직된다. 의식에 관한 간단한 정보는, 비록 형성되는 데 몇 분이 걸렸더라도, 우리의 결정에 반영되려면 충분히 안정되어있어야 한다. 연장되는 이 지속시간이 바로 의식적 사고의 특징이다.
_ Page191

두개 안의 뇌파기록 역시 대뇌피질활동의 시간적 양상을 엿보게 해준다. 전기생리학자들은 EEG신호에 있는 서로 다른 여러 가지 리듬을 구분한다. 각성 때 뇌에서는 대략적으로 주파수
대역에 따라 전통적으로 그리스 문자로 나타내는 여러 가지 전기적 변동이 나타난다. 그러한 뇌 진동에는 알파 대역(8~13헤르츠), 베타 대역(13~30헤르츠), 감마 대역(30헤르츠 이상) 등이 있다. 자극 하나가 뇌에 들어오면 현재 진행 중인 변동을 감소시키거나 변환시킴으로써, 그리고 자극 자체의 새로운 주파수를부여함으로써 그 변동에 교란을 일으킨다. 우리 데이터에 있는 이러한 리듬효과를 분석하자 의식적 점화의 기호들에 대한 새로운 견해를 얻게 되었다.
_ Page251

의식적 지각은 조각에도 비유할 수 있다. 조각가는 대리석 덩어리의 대부분을 깎아냄으로써 자신이 생각했던 것을 차츰 드러낸다. 그와 마찬가지로 뇌는 처음에는 아무런 의도 없이 기본적인 비율로 발화하고 있는 수억 개의 작업 공간 신경세포들 중에서 대부분을 침묵시키고 일부만 활성화시킴으로써 우리로 하여금 세상을 지각하게 한다. 활성화된 일련의 세포는 문자 그대로 의식적 사고의 윤곽을 묘사한다.
_ Page325

에이드리언 오언의 선구적인 연구에는 경탄하더라도 이론적인 측면으로 볼 때는 여전히 좌절감을 느낀다. 그의 테스트를 통과하려면 의식이 있어야 한다는 데는 의심의 여지가 없지만, 그 분석은 특정한 의식이론과 쉽게 결부되지 않는다. 그 테스트가 언어, 기억, 상상력 등과 관련되었으므로 환자가 테스트를 통과하지 못했더라도 의식이 있었을 소지는 많다. 과연 의식 여부를 판별할 수 있는 더 간단한 테스트를 만들 수 없을까? 뇌영상기법의 진보에 힘입어 이제 많은 의식의 기호를 특정할 수 있다. 환자가 의식이 있는지의 여부를 판단하기 위해 그것을 모니터링하면 되지 않을까? 이론에 기반을 둔 그 같은 최소한의 테스트는 어린이, 조숙아, 심지어 쥐나 원숭이 등이 어떤 형태로든 의식이 있는지를 판단하는 데 도움이 되기도 할 것이다.
_ Page389

예컨대 조현병 환자의 뇌가 어떻게 자신의 행위를 감시하고 있는지 생각해보자. 정상적이라면 우리가 움직일 때는 항상 예측 메커니즘이 우리 행동의 감각적인 결과를 제거한다. 그 덕분에 커피잔을 집을 때 놀라지 않는다. 우리 손이 감지하는 따뜻한 촉감과 가벼운 무게는 쉽게 예측할 수 있다. 그리고 우리가 행동하기 전에 뇌의 운동 영역에서 감각 영역에 하향식 예측을 보내 곧 ‘집는 행위’를 경험하게 될 것이라고 알린다. 이 예측이 제대로 이루어지기 때문에 우리가 행동할 때 보통 촉감을 인식하지 못한다. 단, 의외로 뜨거운 컵을 집을 때처럼 예측이 잘못될 경우에만 그것을 인식하는 것이다.
_ Page460