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살아 있는 자의 영혼인 의식의 마지막 신비에 대한 모든 것을 담다!

뇌를 모델로 한 인공지능 분야가 급격하게 발전하면서 의식이 관심 주제로 떠오르고 있다. 『의식, 뇌의 마지막 신비』는 살아 있는 자의 영혼인 의식의 마지막 신비에 대한 모든 것을 담았다. 의식을 연구하는 것은 살아 있는 자의 영혼을 탐구하는 것으로 저자는 지상에서 최초로 나타난 의식은 어떤 의식이고 어떤 동물에서 의식이 처음 나타났는지를 탐구한다. 또한 하늘보다 넓고 바다보다 깊고 신과 같이 무겁다는 뇌를 탐구함으로써 의식이 있다는 것은 살아 있다는 존재임을 증명한다.

이 책은 우리나라 젊은 연구자들이 의식과학 분야에서 세계적으로 두각을 나타내는 초석이 되기를 바라는 심정에서 쓴 저자 김재익의 역작이다. 60세에 본격적으로 뇌과학 공부를 시작해 70세에 ‘의식’으로 철학박사학위를 취득한 김재익은 이 노령화 시대에 경이로운 존재가 되어 전문가로부터 비상한 관심을 끌고 있다. 주변에서는 70세에 뇌과학이라는 어려운 분야를 제대로 공부해서 박사학위를 받는 것은 불가능한 일이라고 생각했다. 그러나 김재익은 이를 해냈다. 기적 같은 일을 해낸 김재익은 지금도 칸트의 책을 읽는 등 노령화 시대에 학문의 롤 모델을 보여주고 있다. 그의 이론은 세계적인 과학저널 SCI에 소개되었다.

의식을 연구한다는 것은 생명과 영혼이 있는 생명체의 미스터리를 연구하는 것이다. 최신 영상기기와 첨단이론을 바탕으로 빠른 속도로 발전하고 있는 의식을 연구한다는 것은 살아 있는 자의 뇌를 탐구하는 것으로 의식이 있다는 것은 살아 있다는 존재 증명이다. 따라서 의식에 대한 깊이 있는 연구는 앞으로 임상, 인공지능, 로봇, 컴퓨터, 가상현실 등 많은 분야의 연구에 도움을 줄 것이다.

살아 있다는 존재 증명, 의식
상황이 급박하게 돌아가는 병원 응급실에 환자가 들어왔을 때 의사가 가장 먼저 하는 말은?
“이 환자 의식이 있나, 없나?”
이렇듯 의식은 인간이 살았는지 죽었는지를 판단하는 기준이 된다. 의식의 사전적 정의는 ‘깨어 있는 상태에서 자기 자신이나 사물에 대하여 인식하는 작용’이므로 의식은 살아 있음을 전제로 한다. 따라서 의식을 연구한다는 것은 생명과 영혼이 있는 생명체의 미스터리를 연구하는 것이다.
하지만 의식이라는 주제가 내용이 광범위하고 생명의 근본적 성질, 주관적 경험을 보유한 생명체의 내면을 탐구하다 보니 의식과 관련된 사회적ㆍ학문적 영역이 다양할 뿐 아니라 종교, 철학, 문학, 심리학, 신경과학, 생물학, 동물학, 동물행동학, 유전공학, 인지신경과학 등 많은 영역이 의식과 직간접으로 연관되어 있다.
특히 종교와 철학은 심리학이나 신경과학을 대상으로 의식에 관해 논쟁을 많이 벌이고 있으며, 의식이 육체와 별개의 실체나 속성인지 또는 육체의 산물인지도 아직 논쟁이 되고 있다. 또 많은 분야의 사람들이 의식에 대해 자기 나름대로 주장하면서 의식은 논란이 많은 주제로 여겨지고 있다.
의식은 속성상 다른 과학처럼 객관적 자료를 대상으로 3인칭 관점에서 연구될 수 없으며 제3자가 확인할 수 없는 내적ㆍ주관적 현상이다. 그래서 유명한 철학자 칸트를 비롯한 많은 학자는 의식이 과학의 대상이 될 수 없다고 주장했다.
과학이 발달하면서 뇌의 여러 영역을 연구한 결과, 의식이 뇌의 작용에 따른 산물이라고 믿게 되었지만 의식이 인간에게만 있는 현상인지 동물에게도 광범하게 존재하는지, 동물에게도 존재한다면 어떤 동물에서 어떤 종류의 의식이 처음 나타났는지, 어떤 동물이 의식을 갖기 위한 전제조건은 무엇인지 등도 해결되지 않은 채 남아 있다.
현재 선진국에서는 뇌를 모델로 한 인공지능(AI) 분야의 급격한 발전에 힘입어 뇌과학이 진흥하면서 의식이 관심 주제로 떠오르고 있다. 의식 연구는 최신 영상기기와 첨단이론을 바탕으로 빠른 속도로 발전하고 있으며 앞으로 임상, 인공지능, 로봇, 컴퓨터, 가상현실 등 많은 분야의 연구에 영감과 도움을 줄 것이다.

알면 알수록 경이롭기만 한 뇌
물리적으로 실체가 없는 의식을 연구하려면 실체가 있는 뇌를 탐구해야 하지만 과학의 영역에서 신비롭고 경이롭기까지 한 뇌는 인간이 실체를 파악하는 것을 아직은 허락하지 않는 것 같다. 이는 몇 가지 사례만 봐도 쉽게 깨달을 수 있다.

세상이 온통 흑백으로 보인다: 우리가 보통 색맹으로 알고 있는 것은 삼원색의 파장을 수용하는 추상체의 이상으로 온다. 추상체가 완전히 기능을 잃으면 색상을 전혀 지각할 수 없어 모든 장면이 흑백사진처럼 보인다. 추상체가 삼원색 파장 중 어느 하나만 온전히 수용하면 일부 색상만 인식하거나 정상인과 비교해서 불완전하게 인식하고 다른 색은 인식하지 못한다. 그런데 뇌성완전색맹인 사람은 색상에 대한 개념이 사라지고 색상을 상상하지도못한다. 추상체의 기능을 완전히 상실한 경우처럼 모든 시야의 장면이 흑백으로만 보인다. 이로써 우리는 뇌의 어느 영역이 색상에 대한 감각질을 만들어내는지는 알게 되었지만 뇌가 어떻게 그런 기막힌 재주를 부리는지는 아직 알 수 없다.

사람을 구분하지 못한다: 몇 년 전 사람 얼굴을 인식하지 못하는 안면실인증(안면인식장애)을 앓는 재벌 3세가 주인공으로 나오는 드라마가 인기리에 방영되었다. 주인공은 교통사고를 당해 오랫동안 의식불명 상태로 있다가 깨어났지만 뇌를 다쳐서 사람 얼굴을 구분하지 못했다. 드라마에서는 이 과정에서 벌어지는 에피소드와 함께 내용을 전개했는데, 이 책에 나오는 상모실인증도 이와 비슷한 증상이다. 상모실인증은 후두엽과 측두엽 아래 경계선 근방의 병변으로 얼굴을 인식하지 못하는 증상으로, 사물은 상대적으로 완전히 인식하지만 다른 사람 얼굴뿐 아니라 거울에 비친 자기 얼굴도 알아보지 못한다. 뇌를 다치기 전에는 아무 문제가 없던 사람이 뇌를 다치면서 사람 얼굴을 알아보지 못한다니 쉽게 이해하기 어려운 일이다.

갑자기 완전히 다른 사람이 되었다: 피니어스 게이지(1848년 당시 25세)는 철도건설 현장 에서 크고 단단한 바위를 발파하는 작업을 하던 중 실수로 쇠막대가 꽂힌 채 화약이 폭발하는 바람에 쇠막대가 게이지의 왼쪽 광대뼈 밑에서 들어와 앞머리를 관통했고, 게이지는 뇌의 많은 부위가 손상되었다. 그런데 게이지는 멀쩡히 폭발이 일어났다고 얘기했고 치료를 받은 뒤에는 정상으로 돌아온 것처럼 보였다. 하지만 그 사건 이후 게이지 성격이 완전히 바뀌었다. 작업반장으로서 통솔력 있고 일꾼들과 잘 어울리던 게이지는 사라져버리고 심한 변덕에 무례하기 짝이 없었으며 결국 철도건설 현장에서 해고되었다. 전전두엽을 포함한 광범한 전두엽 손상으로 성격과 인격이 바뀌어버린 것이다.

뇌의 마지막 신비 의식의 모든 것을 담다
저자는 아직도 수수께끼를 많이 품고 있는 신비한 영역이자 존재의 궁극적 실체인 의식에 대해 많은 사람이 관심을 갖고 연구함으로써 우리가 의식을 완전히 이해할 수 있게 되기를 바라며 이 책을 썼다.
이 책에서는 먼저 의식이란 무엇인지 의식의 개념을 정의하기 위해 의식이 왜 그렇게 논란이 많은 주제이고 의식의 철학적 근거는 무엇인지, 의식 문제를 먼저 거론했던 철학자들은 의식을 어떻게 생각했고 과학자들은 철학자들의 의견을 어떻게 생각하는지 알아본다. 육체 밖의 의식이 존재하는지 실험한 결과를 보여주면서 육체 밖 의식의 존재를 부정하는 연구들도 아울러 제시한다. 신경과학에서는 의식을 어떻게 분류하는지 의식의 상태, 의식의 내용, 의식의 수준으로 나누어 살펴본 다음 첫 의식의 과학인 심리학의 탄생과 구조주의, 미국 심리학의 태동을 알아본다. 그리고 게슈탈트 심리학, 미국행동주의, 프로이트 정신분석학의 출현을 다루고 의식과학의 정체기와 인지과학의 출현을 넘어 현대의식과학의 출현을 다룬다.
드디어 의식에 과학적으로 접근하기 시작한 현대의식과학의 이론에서는 광역작업공간 이론, 신경생리학 이론, 역동적 코어 이론, 통합된 정보이론, 시상피질결합 이론, 미소의식 이론, 정서우선론, 기타 현대의식 이론을 자세히 소개하고 의식의 발현조건과 의식의 신경상관을 연구하기 위한 실험방법의 종류를 자세히 짚어본다. 아울러 의식의 기원은 무엇인지 알아보기 위해 의식진화의 배경과 생명의 출현, 다양한 동물의 진화와 의식의 출현을 다룬 다음 동물의 정점인 인간의 의식이 다른 동물들과 어떻게 다르기에 인간만이 위대한 문명을 이루었는지 유인원과 대비하면서 설명한다.
마지막으로 의식의 미래는 어떻게 될지 동물의식, 인공의식, 인간의식으로 나눠 저자 나름의 의견을 제시한 뒤 신경과학에 기초가 없는 독자들의 이해를 돕기 위해 인간의식에 관련된 뇌 부위와 미세구조에 대한 내용을 부록으로 정리했다. 또 대부분 이해하기 쉽도록 쓰였지만 전문 분야를 다루다 보니 어려운 용어가 튀어나오는데 이때 참고할 수 있도록 용어해설을 따로 실었다.
의식이라는 주제가 상식적인 것부터 첨단의 과학적 지식이 필요한 이론까지 다양한 면을 포함하다 보니 이 책도 상식부터 첨단의식과학까지 방대한 내용을 담았다. 특히 저자가 이 책에서 거론한 많은 주제가 쉽게 결론이 날 수 있는 성격이 아니어서 인용한 많은 이론과 주장이 가설 수준에 머문다고 할 수도 있다. 따라서 인용된 이론이든 저자의 주장이든 더 나은 이론으로 대체될 수 있음을 염두에 두고 독자들이 나름대로 가설이나 이론을 세우며 읽는다면 의식의 신비를 더 뜻 깊게 경험할 것이다.

뇌의 마지막 신비를 탐구하다│책을 내면서ㆍ4

제1부 의식이란 무엇인가, 의식의 개념
1. 의식은 왜 그렇게 논란이 많은 주제인가ㆍ17
2. 의식의 철학적 근거ㆍ29
1) 일원론ㆍ30
2) 이원론ㆍ40

제2부 육체 밖의 의식에 대한 논란
1. 육체 밖의 의식ㆍ51
2. 육체 밖 의식의 존재를 부정하는 연구들ㆍ75

제3부 의식의 신경과학적 분류
1. 의식의 상태ㆍ85
1) 깨어 있는 상태ㆍ85
2) 꿈꾸는 상태ㆍ87
2. 의식의 내용ㆍ97
1) 외수용기적 의식ㆍ98
2) 내수용기적 의식ㆍ100
3) 정서의식ㆍ0101
4) 사고ㆍ104
5) 기억ㆍ104
6) 환각ㆍ109

3. 의식의 수준ㆍ111
1) 현상의식과 접촉의식ㆍ111
2) 일차의식과 고차의식ㆍ112
3) 기본의식과 메타의식의 구분ㆍ113
4) 대상에 대한 인식과 자의식ㆍ114

제4부 의식과학의 역사
1. 첫 의식의 과학, 심리학의 탄생ㆍ119
2. 구조주의의 등장ㆍ127
3. 윌리엄 제임스의 출현과 미국 심리학의 태동ㆍ131
4. 내성주의의 몰락과 현대의식과학의 출현ㆍ133
1) 게슈탈트 심리학의 출현ㆍ133
2) 미국 행동주의의 출현ㆍ135
3) 프로이트 정신분석학의 출현ㆍ138
4) 의식과학의 정체기 도래ㆍ141
5) 인지과학의 출현ㆍ141
6) 현대의식과학의 출현ㆍ147

제5부 의식의 과학적 접근
1. 의식에 관한 현대의식과학의 이론들ㆍ163
1) 광역작업공간 이론ㆍ164
2) 신경생리학 이론ㆍ169
3) 역동적 코어 이론ㆍ172
4) 통합된 정보이론ㆍ175
5) 시상피질결합 이론ㆍ177
6) 미소의식 이론ㆍ181
7) 정서우선론ㆍ184
8) 기타 현대의식 이론ㆍ188
2. 의식의 발현조건ㆍ191
3. 의식의 신경상관ㆍ201
4. 의식의 신경상관을 연구하기 위한 실험방법과 설계ㆍ207
1) 기능적 뇌 영상촬영법ㆍ208
2) 전자기적 뇌 활동 측정ㆍ211
3) 의식상태의 신경상관과 의식의 병 진단ㆍ215
4) 의식내용의 신경상관ㆍ226
5) 뇌병변에 따른 의식내용의 변화ㆍ242

제6부 의식의 기원과 동물의 의식
1. 의식진화의 배경ㆍ267
2. 생명의 출현ㆍ279
3. 다양한 동물의 진화와 의식의 출현ㆍ281
1) 다양한 동물의 진화ㆍ281
2) 의식의 존재와 검정ㆍ286
3) 최초 의식의 출현ㆍ299
4) 척추동물의 출현과 의식의 발전적 진화ㆍ325
5) 포유류와 조류의 출현ㆍ366
6) 척추동물의 또 하나의 도약,
유인원의 출현과 사람과의 진화ㆍ375
7) 내수용기적 의식 및 정서의식ㆍ379
4. 절지동물의 의식ㆍ397
5. 연체동물의 의식ㆍ413

제7부 인간의 의식은 무엇이 특별한가
1. 인간과 침팬지ㆍ435
2. 포유류에서 유인원으로 진화하는 데 따른
뇌와 행동 및 의식의 변화ㆍ449
3. 유인원에서 인간으로 진화하는 데 따른
뇌와 행동 및 의식의 변화ㆍ461
4. 인간 신피질 구조의 발전적 진화에 따른
위대한 인류문명의 탄생ㆍ501

제8부 의식의 미래
1. 동물의식의 미래ㆍ541
2. 인공의식의 미래ㆍ545
3. 인간의식의 미래ㆍ551

부록(S) 인간의식에 관련된 뇌 부위와 미세구조
1. 인간의 신경계ㆍ562
2. 중추신경계ㆍ564
3. 대뇌피질ㆍ567
4. 변연계ㆍ571
5. 기저핵ㆍ574
6. 간뇌ㆍ4575
7. 뇌간ㆍ578
8. 소뇌ㆍ584
9. 척수ㆍ586
10. 교세포와 뉴런ㆍ589
11. 감각수용기와 운동효과기ㆍ611

살아 있는 자의 영혼, 의식의 신비를 마치며│에필로그ㆍ617
용어해설ㆍ621
참고문헌ㆍ651

현대의 의식과학은 다양한 영역에 걸쳐 연구를 진행하고 있으며 이전의 인지과학이 무시했던 의식뿐만 아니라 아예 거론도 하지 않았던 정서도 진지하게 다루기 시작했다. 따라서 현대의 의식과학은 특별히 통일된 명칭으로 불리지 않는다. 현재 신경과학, 신경심리학, 심리학, 인지신경과학 등 다양한 학문 분야에서 현대적인 설비와 뇌에 관한 해박한 이론으로 무장하여 제각기 현대의식과학을 연구하기 때문이다. 그렇기에 그들의 연구는 겹치는 부분이 많고 같은 주제를 서로 다른 학문 분야에서 연구하기도 한다.
현대의식과학의 가장 큰 관심사는 의식의 신경상관을 밝히는 것이다. 앞서도 거론했듯이 의식이라는 용어가 의식의 상태, 의식의 내용, 의식의 수준, 변화된 의식, 꿈, 환각 등 너무나 다양한 의미를 내포하기 때문에 의식과학에 관련이 있는 각 학문 분야는 이들 중 자기들이 가장 관심을 갖는 의식을 상대로 의식의 신경상관을 밝히려고 노력하고 있다. -148쪽

의식에 관한 논쟁 중 최근 주목할 만한 것은 의식이 왜 진화했느냐는 것이고 또 하나는 동물에도 의식이 있는지, 있다면 어느 수준의 동물에서 의식이 시작되었느냐는 것이다. 또 최근의 한 논쟁은 인간이나 동물이 개체발생의 어느 시점에서 의식이 나타나느냐는 것이다. 즉 동물이나 인간이 태아일 경우도 의식이라고 할 만한 것이 있는지, 태어난 후 일정 기간이 경과한 후 의식이 나타나는지 하는 것이다. 고통의식이나 원시정서의식 같은 것은 과거에 생각했던 것보다 상당히 일찍부터 경험하는 것으로 최근 밝혀지고 있다. 그러나 실험의 어려움, 윤리적 문제들이 이 분야 연구를 어렵게 한다. -267쪽

인간의 의식은 무엇이 특별한가? 이 질문은 뇌가 의식의 진원지이므로 결국 인간의 뇌는 무엇이 특별한가? 하는 질문이 된다. 의식의 기원을 논할 때 척추동물의 진화가 결국 유인원을 출현시켰고 마침내 그 유인원에서 인간이 출현했다는 것을 보았다. 그러면 인간의 뇌는 무엇이 특별해 다른 동물들이 꿈도 꿀 수 없는 위대한 문명을 이루었을까? 수많은 철학자, 과학자, 문학가, 예술가 그리고 생각할 여유가 있는 보통 사람들도 우리 인간은 어떤 존재인가, 니체의 말처럼 단순히 영리한 짐승일 따름인가 아니면 기독교 교리처럼 신의 형상을 한 특별한 존재인가 등을 사색해왔다. 아직 인간을 신이 창조했다는 믿음을 가진 사람들이 종교계를 중심으로 꽤 많이 남아 있긴 하지만 인류가 옛날의 다른 동물에서 진화했다는 것이 현재 과학적으로 일치된 견해다. -432쪽

초기 호모 사피엔스의 비상하게 두꺼운 두개골과 흔히 보이는 치료받은 머리상처들이 보여주듯이 새로운 자원을 발견하고 포식자와 싸우는 대신 그들은 점점 서로 간의 싸움에 관심이 많아지게 되었다. 초기 인간들은 여자와 자원을 얻기 위해 다른 종족뿐만 아니라 동종의 외래인과도 경쟁했을 것이다. 비슷한 자들끼리 싸움은 체력도 중요하지만 더 높은 지능이 더욱 중요했을 것이다. 이러한 동종 내 경쟁의 가정은 호전적이고 기만적인 인간성을 의미하기도 하지만 진정한 친구와 동맹군을 형성하는 것이 다른 종족이나 동종의 다른 그룹과 경쟁에서 유리했을 것이므로 긍정적인 면도 포함한다. 즉, 호모 사피엔스는 다른 종족과 혹은 동종 그룹끼리 경쟁하기 위해 그룹 내 동료들과 협력했을 것이다. -494쪽

인간의 의식은 앞으로 어떻게 진화할 것인가? 의식은 뇌의 산물이므로 인간의 뇌가 앞으로 어떻게 진화할 것인가에 대한 의문이 들 것이다. 우리는 뇌가 커지면 출산, 신경망 크기조정 비용, 국소 뇌손상에 대한 취약성이라는 여러 가지 문제점이 발생한다는 사실을 알았다. 언어의 발달로 지식전승이 책이나 컴퓨터메모리 등에 한없이 저장할 수 있게 되고 컴퓨터와 핸드폰의 발달로 즉석 번역, 즉각 계산이 가능하게 되어 인간은 독서에서 멀어지고, 수학문제를 풀기 위해 머리를 싸매고 고민할 필요가 없어지며, 힘들게 어려운 단어를 외우고 다양한 지식을 습득하기 위해 독서를 다양하게 할 필요가 거의 없어졌다. 또 적자생존, 자연선택의 법칙도 인간에게는 거의 적용되지 않게 되었다. 선천적으로 부적합한 유전자를 갖고 태어나도 첨단 의료기술의 발달로 대부분 생존하게 되고 선천적 장애가 있는 사람들도 사회보장 덕분에 결혼에 의한 정상적 출산이 가능하게 되어 자연도태가 거의 발생하지 않게 되었기 때문이다.
앞으로도 인간의 의식이 새로운 창조를 위해 필요하겠지만 이미 개발되어 상당한 진척을 이룬 인공지능, 가상현실 등 많은 신기술은 인간의 의식 사용을 대폭 줄여줄 것이다. 뇌를 사용하는 빈도가 적어지고 부적격자도 살아남게 된다면 뇌가 지금보다 더 진화해 더 고급의식을 발현한다는 것은 불가능해질 것이다. 아니, 오히려 발전적 진화보다 퇴보적 진화를 할 가능성이 매우 커졌다. 그것은 이미 10만 년 전부터 정체된 인간 뇌의 크기는 더 이상 확대되지 않을 것이란 것을 의미한다. 뇌가 더 커지지 않고 모든 지식이 컴퓨터 등에 저장 활용된다면 인류의 지식창고는 커질지 모르나 개별 인간의 뇌 속에 담긴 지식은 오히려 줄어들고 개별 인간의 의식수준은 머리를 사용할 일이 줄어들어 가소성 원리에 따라 뇌는 오히려 축소되면서 의식수준도 낮아질 가능성이 많다. 그러나 그러한 일은 앞으로 인류가 교육이나 여가시간을 어떻게 활용하느냐에 따라 달라질 수 있다. -551~552쪽