마음의 미래 by 미치오 카쿠

 

[ 밑줄과 기록 ]

 

ㅇ 펜티엄칩이 탑재된 개인용 컴퓨터는 연산속도가 매우 빠르긴 하지만, 모든 연산이 하나의 프로세스를 통해 이루어지므로 병목현상을 피해갈 수 없다. 그러나 인간의 두뇌는 이것과 정반대다. 개개의 뉴런이 활성화되는 속도는 상대적으로 느리지만, 1,000억 개에 달하는 뉴런이 동시에 작동하므로 병렬처리가 가능하다. 병렬처리 프로세서는 속도가 느려도 빠른 프로세서 한 개보다 나을 수 있다.

 

ㅇ 가장 최근에 등장한 두뇌모형은 수십억 개의 컴퓨터를 하나로 연결한 '인터넷 모형'이다. 이 모형은 인간의 의식을 '수십억 뉴런의 행동이 하나로 종합되어 나타나는 기적 같은 현상"으로 설명한다. (그러나 이 기적이 어떻게 일어나는지는 알 길이 없다. 그저 혼돈이론(chaos theory)을 도입하여 두루뭉실하게 설명할 뿐이다.

--> 맞다. 그리고 내가 지금 찾고 있는 설명도 이 부분이다. 어떻게 뉴론 집단이 의식과 마음이라는 창발적 현상을 만드는지를 추론하는 가설....

 

 

    (두뇌 모형)

 

ㅇ 나는 개인적 소견으로는 두뇌를 거대한 주식회사에 비유한 모형이 가장 그럴듯한 것 같다......인간의 두뇌는 거대한 관료체계와 일련의 지휘계통이 존재하며, 방대한 정보들이 수많은 사무실 사이에서 수시로 교환되고 있다.....중요한 정보는 최종 결정권자인 CEO의 지시에 따라 처리된다......모형이 맞는다면, 두뇌의 몇 가지 특이한 성질을 이 이론으로 설명할 수 있어야 한다.

 

1) 대부분의 정보는 '잠재의식'에 저장되어 있다.

- CEO는 모든 복잡다단한 정보를 모두 알 필요가 없다......CEO에게 배달되는 정보는 극히 일부분이다...(CEO의 집무실은 전전두질(preferontal cortex)일 것으로 추정된다)....회사의 운명을 좌우하는 중요한 정보만 알고 있으면 된다. 그렇지 않으면 홍수처럼 쏟아지는 정보에 파묻혀 아무런 결정도 내릴 수 없다.....우리 두뇌는 매 순간 수조 회의 연산을 수행하고 있지만, 다행히 의식은 그것을 인지하지 못한다. 

 

2) '감정'이란 하위부서서 속성으로 내리는 결정이다.

- 이성적 사고는 시간이 오래 걸리므로 비상시에 가동하기에는 부적절하다. 이때는 하위부서에서 상황을 빨리 판단하여 CEO나 중간임원의 결재 없이 결정을 내리는 것이 상책인데, 이 역할을 하는 것이 바로 '감정'(emotion)이다.

리타 카터(Rita Carter)는 저서 '뇌 맵핑마인드'에서, "감정은 느낌이 아니라 육체에 기반을 둔 생존본능으로, 즉각적인 위험을 피하고 자신에게 이익이 되는 쪽으로 움직이게 하는 원동력이다."라고 썼다.

 

3) 모든 생각은 CEO의 관심을 끌기 위해 항상 노력한다.

- 두뇌에서 내리는 결정은...지휘본부 안에 있는 다양한 지부들이 CEO의 관심을 끌기 위해 끊임없이 경쟁하고 있다. 따라서 '매끄럽고 연속적인 사고'란 존재하지 않으며, 각 부서가 치열하게 경쟁하면서 온갖 불협화음이 양산되는 중이다. 모든 결정을 연속적으로 내리는 '나'라는 존재감은 잠재의식이 만들어낸 환영에 불과하다.

 

- 마빈 민스키(Marvin Minsky)는 "한 개인의 마음은 하나가 아니라 여러 마음의 집합체에 가깝다. 마음에는 다양한 하부구조가 존재하며, 각 구조는 서로 치열하게 경쟁하고 있다" 라고 한다.

 

- 스티븐 핀커(Steven Pinker)는 "의식이란 뇌 안서 휘몰아치는 폭풍과 비슷하다"라고 했다. 사람들은 '나'라는 존재가 두뇌의 통제실에 앉아 모든 장면을 스캔하면서 근육의 움직임을 통제하고 있다고 생각한다. 그러나 이 모든 느낌은 환상에 불과하다. 

 

- 인간의 의식은 뇌 전체에 퍼져 있는 수많은 사건의 소용돌이이며, 이 사건들은 CEO의 관심을 끌기 위해 치열한 결쟁을 벌이고 있다. 하나의 사건이 자신의 존재를를 가장 큰 소리로 외치면, 두뇌는 거기에 합리적인 해석을 내림과 동시에 '나의 자아가 모든 결정을 내린다'는 느낌을 만들어 낸다. 

 

4) 최종결정은 지휘본부에서 CEO가 내린다.

-  두뇌 관료체계의 목적은 정보를 수집하고 조합하여 CEO에게 보고하는 것이며, CEO는 각 부서의 책임자하고만 접촉한다. 또한 CEO는 중앙통제실로 쏟아져 들어오는 정보 중 서로 상충되는 것들을 적절히 조정하여 딜레마를 피한다.  바로 여기가 두뇌의 최종 결정기관이며, 더 이상의 상부구는 없다. 

 

- 즉, 전전두피질에 있는 CEO가 최후의 결정을 내린다.....다양한 정보 덩어리를 이리저리 조합하고 변형한 후 더 고차원적인 결정을 내린다.

 

5) 정보의 흐름은 계층적이다.

- CEO에게 전달되는 정보와  CEO각 각 부서에 하달하는 정보는 너무 방대해서, 여러 분기점으로 이루어진 네트워크 형태를 취하게 한다. 즉, 인간의 두뇌는 중앙통제실이 맨 꼭대기에 있는 나무와 비슷하며, 아래로 갈수록 많은 분기점이 나타난다.

 

- 최소한의 에너지로 운영되어야 하므로, 에너지를 낭비할 여력이 없다.....20W 정도의 에너지를 소모하고 있으며 희미한 전구의 전력소모량과 비슷하다....

 

- 정상적인 상태를 유지하려면 에너지를 최대한 절약해아 하고, 이를 위해서 지름길을 택하는 수밖에 없다.

 

- 따라서, 절차를 무시하고 빠른 결정을 내리는 장치를 다양하게 개발해 왔다...

 

     (의식의 정의)

 

ㅇ 모형의 성공 여부는 기본변수의 재현 가능성에 의해 좌우된다. 떨어지는 사과나 공전하는 달의 경우, 기본변수는 공간상에서의 위치다. 뉴턴은 이 변수를 추적한 끝에 역사상 처음으로 움직이는 물체의 미래를 예견할 수 있었다. 

 

ㅇ 하나의 모형이 제안된 후, 좀 더 정확한 변수가 발견되면 기존의 모형은 새로운 모형으로 대치된다. 아인슈타인은 '시공간의 곡률'이라는 새로운 변수를 도입하여 사과와 달에 작용하는 뉴런의 중력모형을 새로운 모형으로 대치시켰다. 이제 사과가 떨어지는 것은 지구가 그것을 잡아당기기 때문이 아니라, 지구 질량에 의해 근처의 시공간이 휘어졌기 때문이다.  사과는 중력에 끌려가는 것이 아니라, 휘어진 시공간을 따라 '가장 자연스러운 길'로 이동하는 것뿐이다. 

 

ㅇ 신경의학과 생물학적 지식을 총동하여 의식에 관한 정의를 내린다면....

- 의식이란 목적(음식과 집, 그리고 짝 찾기 등)을 이루기 위해 다양한 변수 (온도, 시간, 공간, 타인관계 관계 등)로 이루어진 다중 피드백회로를 이용하여 이 세계의 모형을 만들내는 과정이다

 

ㅇ 인간은 공간 및 다른 생명체와의 관계 + 시간(과거와 미래)까지 고려하여 모형을 만들어낸다. 그래서 나는 이것을 '시공간 의식이론' (space-time theory of consciousness)라고 부르고자 한다.

 

ㅇ 예를 들어 가장 낮은 단계의 의식을 지닌 '0단계' 개체는 움직임이 전혀 없거나 극히 제한된 운동만 할 수 있으며, 단 몇 개의 변수(온도 등)만으로 이루어진 피드백회로를 이용하여 자신이 속한 세계의 모형을 만들어낸다. 예를 자동온도조절기...중요한 것은 온도가 너무 높거나 낮을 때 스위치를 켜는 피드백회로다. (금속은 온도가 높을수록 크게 팽창하므로, 팽창 정도가 임계값을 넘어서면 자동온조조절장치가 스위치를 켜도록 만들 수 있다.)

 

ㅇ 개개의 피드백회로는 '하나의 의식'에 해당한다. 따라서 자동온도조절장치는 단 하나의 0단계 의식을 지닌다.

 

ㅇ 3단계 의식: 미래예측

- 인간은 동물의 왕국에서 유일하게 '내일'이라는 개념을 이해하는 동물이다. 내일은 어떻게 될까? 다음 주는? 다음 달은? 내년은? 10년 후에 나는 어떤 모습을 살게 될까? 

 

- 나는 '대략적인 논리로 미래예측 모형을 만들어 낼 수 있는 의식'을 3단계 의식으로 정의하고자 한다.

 

- 인간의 의식은 이 세상의 모형을 만들 수 있을 뿐 아니라, 과거에서 미래로 시간의 흐름에 따라 그 모형이 어떻게 변해가는지도 예측할 수 있다. 이것이 가능하려면 수많은 피드백회로를 조정하고 값을 매길 수 있어야 한다.

 

- 진화과정에서 인간의 의식이 3단계에 이르렀을 때 피드백회로가 너무 많았으므로, 미래를 시뮬레이션하고 실시간으로 최종결정을 내리려면 CEO가 반드시 필요했다. 그리하여 인간의 두뇌는 동물과 다르게 진화했는데, 특히 이마 부위에 전두엽이 크게 확장되어 미래를 상상할 수 있게 되었다.

 

- 심리학자 대니얼 길버트(Daniel Gilbert)는 "인간의 두뇌의 가장 큰 특징은 현실 세계에 존재하지 않는 물체나 사건을상상할 수 있다느 점이다. 바로 이 능력 덕분에 인간은 미래를 생각하고 예측할 수 있다. 그래서 한 철학자는 인간의 두뇌를 '미래를 만드는 예측기계'라고 했다"

 

- 신경과학자 마이클 자자니가는 "사람의 뇌에서 측면 전두엽피질에 있는 영역 10(내과립층 IV, internal granular layer)은 원숭이보다 거의 두배 가까이 크다. 이 영역은 기억과 계획, 사고의 유연성, 추상적 사고의 원천으로, 적절한 행동을 권장하고 부적절한 행동을 자제하며, 규칙을 습득하고 감각기관을 통해 들어온 다양한 정보 중에서 중요한 것만 골라내는 기능을 수행한다." (영역 10은 주로 최종결정이 내려지는 부위다. 영역10은 보통 '배외측 전전두피질(dorsolateral prefrontal cortex)'라고 부른다.)

 

- 피드백 회로가 너무 많아져서 정보의 일관성을 잃게 된다....본능만으로 서로 상충하는 정보를 적절하게 조화시킬 수 없다... 개개의 피드백회로에서 최적의 값을 추출하는 총괄책임자가 필요한 것이다...CEO는 다양한 피드백회로에서 최적값을 추출한 후, 이로부터 미래를 예측하고 최선의 행동지침을 결정한다. 

 

ㅇ 인간의 두뇌는 어떤 과정을 거쳐 미래를 예측하는 것일까? 

- 미래를 예측하려면 사건들 사이의 인과관계를 파악해야 한다. 즉, "사건 A가 일어나면 그 이후에 사건 B가 반드시 일어난다"는 식이다....후속 사건 C와 D가 연달아 일어날 수도 있다.

 

- 일련의 연쇄 사건들은 수많은 '가능성의 가지'로 이루어진 '미래'라는 나무를 만들어내고, 전전두피질에 있는 CEO는 인과율의 나무를 분석하여 최종결정을 내린다.

 

ㅇ 여러 종의 의식 수준 : 시공간 의식이론. 의식은 수준은 "여러 개의 변수(공간, 시간, 다른 개체와의 관계 등)로 이루어진 다중 피드백회로를 이용하여 이 세계의 모형을 만들어내는 과정"으로 정의한다. 인간의 의식은 여러 개의 피드백 회로를 조정하여 과거를 평가하고 미래를 예측한다는 점에서 다른 동물의 의식과 확연하게 구별된다. 

 

ㅇ 시공간 의식이론은 여전히 논쟁의 대상이 되는 '지능'에 관해서도 그럴듯한 실마리를 제공한다....사실 지능은 아직 정의조차 내려지지 않았다.....시공간 의식이론을 받아 들인다면, 지능은 미래 시뮬레이션의 복잡한 정도를 가늠하는 수치로 생각할 수 있다.  글을 쓸 줄 모르고 IQ도 낮은 범죄자들이 경찰의 수사망을 피하는 능력은......이들이 미래를 시뮬레이션하는 능력이 경찰보다 뛰어나기 때문이다. 

 

ㅇ 1단계: 의식의 흐름

- 인간의 지구에서 유일하게 모든 단계의 의식을 가진 생명체일 것..

- 1단계 의식의 흐름은 대부분이 전전두피질과 시상(thalamus) 사이에서 이루어진다. 

- 감각정보는 뇌간과 시상을 거쳐 다양한 두뇌피질로 전달되며, 전전두질에서 최종결정을 내린다. 따라서 1단계 의식의 흐름은 시상에서 전전두피질로 정보가 흐르면서 탄생한다. 

- 감각기관을 통해 외부에서 들어온 신호는 척수와 뇌간을 거쳐 중계국에 해당하는 시상에 도달하고, 여기서 분류된 정보는 두뇌의 다양한 피질로 전송된다.

- 두뇌 다양한 피질들이 접수된 신호를 분석하여 전전두피질로 보내면, 이 모든 상황에 관한 인식이 종합적으로 떠오르게 된다. 

 

ㅇ 2단계: 집단 속에서 자신의 위치를 파악한다.

- 1단계 의식은 감각정보를 이용하여 공간 속에서 자신의 물리적 위치를 말해주는 모형을 만듦

- 2단계 의식은 집단(사회) 속에서 자신의 위치를 말해주는 모형을 만들어낸다.

- 뇌에서 가장 바쁜 부분은 해마(기억처리)와 편도체(감정처리), 전전두피질(모든 정보의 총합)이다.

- 감정은 대뇌변연계에서 생성된 후 적절한 과정을 거쳐 처리된다. 2단계 의식에서 우리는 정보의 홍수 속에 파묻혀 있다. 그러나 비상상태에 처하면 감정은 전전두피질의 최종재가를 받지않고 대뇌변연계를 거쳐 빠른 반응을 유도한다. 또한 비상상태에서는 과거 사례를 참조해야 하므로, 기억을 관장하는 해마 역시 중요한 역할을 한다. 그러므로 2단계 의식이 생서외는 핵심 부위는 편도체와 해마 그리고 전전두피질이라고 할 수 있다. 

- 시야에 어떤 영상이 들어올 때마다 두뇌는 행복, 두려움, 분노, 질투 등 특정한 감정을 결부하고, 이 감정은 편도체에서 처리된다.

- 가장 중요한 기능은 다른 사람의 생각을 짐작하는 것....데이비드 프리맥(David Premack) 박사가 제안했던 '마음이론'(Theory of Mind)

 

- 복잡한 사회에서 다른 사람들의 의도와 감정, 계획 등을 파악하는 능력이 있는 사람은 그렇지 못한 사람보다 생존확률이 휠씬 높다.... 인류학자 중에는 "마음이론에 통달하려는 욕구가 두뇌의 진화를 촉진했다"고 주장하는 사람도 있다. 

- 1996년 자코모 리촐라티(Giacomo Rizzolatti)와 레오나르드 포가시(Leonardo Fogassi) 등이 거울뉴런(mirror neuron)을 발견하면서 마음이론이 풀렸다....이 뉴런은 우리가 어떤 특정한 작업을 수행하거나 다른 사람이 수행하는 것을 볼 때 활성화된다. (물리적 행동뿐만 아니라 감정에도 반응한다.)

 

- 거울뉴런은 누군가(또는 무언가)를 흉내 내거나 공감하는 데 핵심적인 역할을 한다. 

 

- V.S. 라마찬드란 박사는 겨울뉴런이 자아를 인식하는 데 핵심적인 역할을 한다면서...."심리학에서 거울뉴런이 역할은 생물학에서 DNA가 하는 역할과 비슷하다. 거울뉴런은 지금까지 실험으로 확인할 수 없었던 인간의 정신능력에 관하여 많은 설명을 해줄 것이다."라고.

 

ㅇ 3단계: 미래 시뮬레이션하기

- 의식의 가장 높은 단계이자 호모 사피엔스와 가장 가까운 단계

 

- 자신이 속한 세상의 모형을 만들 수 있을 뿐만 아니라, 상상 속에서 시간을 미래로 이동하여 모형을 시뮬레이션할 수도 있다....사람과 사건에 관한 과거의 기억을 분석하고, '인과의 나무 casual tree'로부터 다양한 인관관계를 조합하여 미래를 시뮬레이션한다.

 

- 3단계 의식의 핵심기능인 미래 시뮬레이션은 두뇌의 CEO에 해당하는 배외측 전전두피질(dorsolateral preferontal cortex)에서 진행된다. 이곳에서는 쾌락중추와 안와전두피질(충동을 억누르는 부분)이 서로 경쟁을 벌이는데,.....프로이트가 말했던 "양심과 욕망 사이의 갈등"과 비슷하다. 미래 시뮬레이션은 전전두피질이 과거의 기억을 참조하면서 비로서 시작된다.

 

- 미래를 시뮬레이션한 결과, 바람직하고 유쾌한 결과가 예상되면 신경핵과 시상하부에 있는 쾌락중추(pleasure center)가 활성화되고, 반대로 실망스러운 결과가 예상되면 안와전두피질에서 위험신호를 방출한다. 

  (자아)

 

ㅇ 자아인식이란 자신이 등장하는 미래모형을 만들어 시뮬레이션하는 행위다.

 

ㅇ 두뇌에는 좌-우뇌에서 생성된 신호를 하나로 매끄럽게 결합하여 '나'라는 인식을 만들어내는 부위가 존재할 것이다....다트머스대학의 심리학자 토드 헤더튼(Todd Heatherton) 박사는 이 부위가 전전두피질의 일부인 '내측 전전두질'(medial prefrontal cortex)일 것으로 추정하고 있다.  

 

ㅇ 생물학자 칼 짐머(Carl Zimmer)는 "해마가 기억을 관장하는 것처럼, 내측 전전두피질은 '나'라는 인식을 관장한다. '나'와 관련된 감각들은 이 부위에서 끊임없이 하나로 합쳐진다.".... 즉 내측 전전두피질은 '나'라는 개념으로 들어가는 입구로서, 정보를 조합하고 융합하여 내가 누구인지를 총체적으로 인식하는 부위라고 할 수 있다.

 

ㅇ 가자니가 박사는 "인간은 혼돈 속에서 질서를 찾고 모든 것을 하나의 일관된 스토리로 엮으려는 경향이 있으며, 이 모든 것을 좌놔가 관장한다. 아무런 규칙이 없는 풍경에서 어떻게든 패턴을 찾아내려 애쓰고 다양한 가설을 내세우는 것도 이와 같은 경향 때문일 것이다."

 

- 좌뇌는 모든 불일치를 무시하고 논리의 틈새를 어떻게든 메워서 '나'라는 하나의 느낌을 만들어낸다. 다시 말해 좌뇌는 세상의 타당성을 유지하기 위해 때로는 경솔하고 불합리한 변명을 끊임없이 늘어놓는 것이다. 심지어 답이 존재하지 않는 때조차 좌뇌는 "왜?"라는 질문을 퍼부으며 변명거리를 만들어내고 있다. 

 

  (기억)

 

ㅇ 감각정보(시각,촉각,미각 등)는 뇌간(뇌줄기)을 통해 시상으로 전달된다. 시상은 일종의 중계소로서 다양한 감각 정보를 분류하여 뇌의 각 부위에 전송하고, 여기서 처리된 정보는 전전두피질을 거쳐 의식으로 들어가 단기기억으로 저장되는데, 이 과정은 몇 초에서 몇 분쯤 소요된다.

 

ㅇ 기억이 오랫동안 유지되려면 해마에서 여러 개의 조각으로 분리되어야 한다. 해마는 녹음테이프나 하드 드라이브처럼 모든 기억을 한 영역에 저장하지 않고, 기억을 항목별로 분류하여 다양한 피질에 전송한다. (컴퓨터처럼 순차적 저장이 아니라 분할저장 방식이다.)

 

ㅇ 기억이 형성되는 과정: 뇌간을 통해 들어온 감각정보는 시상을 거쳐 다양한 피질에 전달되고, 여기서 처리과정을 거친 후 전전두피질에 도달한다. 이 과정에서 만들어진 최종정보는 해마에서 항목별로 나뉘어 장기기억으로 저장된다. 

 

ㅇ 예를 들면 감정과 관련된 기억은 편도체(amygdala)에 저장되고, 새로운 단어는 측두엽에 저장되는 식이다... 시각과 색상과 관련된 기억은 후두엽에 저장되고, 촉각과 움직임은 두정엽에 저장된다. 과학자들은 지금까지 과일, 채소, 식물, 동물, 신체 부위, 색상, 숫자, 글자, 이름, 표정, 다양한 감정과 소리가 저장되는 두뇌 부위를 20곳까지 발견했다. 

 

ㅇ 하나의 단순한 기억(예를 들어 공원산책 등)도 여러 항목으로 쪼개져서 뇌의 다양한 부위에 분할 저장된다. 기억을 연구하는 과학자들의 최종목적은 분산 저장된 기억의 조각들이 한데 모여서 하나의 기억으로 재현되는 과정을 규명하는 것이다. 이것이 바로 그 유명한 '결합문제'(binding problem)다.

 

- EEG 스캔으로 얻은 데이터에 의하면 사람의 뇌에는 1초당 약 40회의 진동수를 가진 전자기파가 분포하는데, 과학자들은 여기서 결합문제의 실마리를 찾고 있다. 

 

- 기억의 한 단편이 이 진동수로 진동하면서 뇌의 다른 부위에 저장되어 있는 기억을 자극한다는 것이다. 

 

- 기억은 공간적으로 연결되어 있지 않고 동일한 진동수로 진동하면서 시간상으로 연결되어 있다. 

 

- 이 이론이 맞는다면 진동하는 전자기파가 뇌 속을 끊임없이 흐르면서 각기 다른 부위에 저장된 기억의 단편들을 통합하여 전체적인 기억을 만들어낸다.....해마와 전두엽, 시상 등은 서로 독립된 부위가 아닐 수도 있다는 뜻이다. 이들 사이에 흐르는 정보는 각기 다른 부위에서 서로 공명을 일으키고 있을지도 모른다.

 

ㅇ 기억은 경험의 산물이므로, 모든 사람의 기억이 동일한 항목으로 분류되지는 않을 것이다. 기억은 다양한 감각적 경험의 산물인데다가, 뇌의 신피질과 대뇌변연계 등 다양한 부위에 분산 저장된다....

 

ㅇ 2011년 서던캘리포니아대학교(USC)와 웨이크포레스트대학교(Wake Forest University)의 과학자들은 쥐의 기억을 디지털 데이터로 변환하여 컴퓨터에 저장하는데 성공했다. 인간의 뇌에 기억을 다운로드하는 것이 원리적으로 가능함을 입증한 것이다.

 

ㅇ 우리 뇌에는 모든 기억이 반드시 거쳐 가야할 장소가 있다. 바로 해마다....

 

ㅇ 마키아벨리의 지능이론 : 인간의 지능이 높은 이유를 사회적 또는 집단적 특성에서 찾는 이론...집단의 규모가 커지면서 뇌의 용량이 서서히 커졌다는 것....일을 계획하고, 전략을 짜고, 상대를 속이고, 다른 똑똑한 사람들을 조종하려면 뇌가 커야 한다. 다른 사람의 생각을 먼저 이해하고 이용할 줄 알면 무리 속에서 유리한 위치를 선점할 수 있다. 

 

ㅇ 또 다른 지능발달이론은 언어에 초점....언어를 사용하기 시작하면서 지능이 빠르게 발달했다는 것....언어는 앞날을 계획하는 능력과 추상적 사고를 촉진한다.... 언어를 사용하면서 사회를 조직하고 지도를 작성하는 등 고도의 지성이 필요한 일을 할 수 있었다.....언어 덕분에 다른 사람의 생각과 행동을 평가하고 추상적인 개념을 다룰 수 있게 됨....언어를 정보 교환하면서... 먹이를 쉽게 잡고, 다른 사람에게 위험을 미리 알릴 수도 있었음

 

ㅇ 또 다른 이론으로는 여성이 똑똑한 남성을 선호 했기 때문에 결국 똑똑한 쪽으로 진화했다는 '성 선택설'도 있음...힘 만으로는 무리를 유지할 수 없다....그리하여 부족의 우두머리는 힘쎈 사람보다 똑똑한 사람으로 바뀌었고, 여성들도 힘센 사람보다 지성적인 남자를 선호하게 되었다.....

 

ㅇ 모든 이론의 공통점은 지능이 발달할수록 미래를 시뮬레이션하는 능력이 향상되었다는 점.....미래에 대한 시뮬레이션은 인간의 지능을 향상한 원동력이라 할 수 있음... 

 

   (뇌의 물리학)

 

ㅇ 뇌의 용량을 늘이거나, 밀도를 높이거나, 구조를 더 복잡하게 만들 때마다 심각한 부작용이 발생하기 때문이다.

 

ㅇ 뇌에 적용되는 물리학 제1법칙은 물질과 에너지의 보존법칙이다. 즉, 고립된 계에 들어 있는 물질과 에너지의 양은 어떤 경우에도 변하지 않는다. 그래서 고난도의 정신노동을 수행할 때, 우리의 뇌는 다양한 지름길을 찾아간다.....세세한 요인들을 일일이 분석한다면, 시간과 에너지가 너무 많이 투입된다.... 그래서 '감정'이라는 형태로 빠른 결정을 내림으로써 에너지를 절약한다. 기억을 잊는 것도 에너지절약의 한 방법이다. 우리는 뇌에 저장된 기억 중 당장 필요한 일부만을 떠올린다.

 

ㅇ 물리학 법칙을 이용하여 지능을 높이는 방법은 여러 가지가 있지만, 방법마다 나름대로 문제점이 있다.

 

- 뇌의 부피를 키우고 뉴런의 길이를 확장하면 지능을 높일 수 있다. 그러나 단점은 뇌의 에너지 소모량이 많아진다는 것이다. 에너지를 많이 쓰면 정보처리 과정에서 지금보다 많은 열이 발생하고, 결국은 체온이 올라가서 생존에 심각한 위협을 받는다....뉴런이 지금보다 길어지면 신호전달에 더 많은 시간이 걸려 생각하는 속도가 느려진다.

 

- 뉴런을 지금보다 가늘게 만들면 동일한 공간에 더 많은 뉴런을 욱여 넣을 수 있다. 그러나 뉴런이 가늘어질수록 축삭돌기 안에서 복잡한 화학적/전기적 반응이 일어나기 어려워지다가 결국은 오동작을 하게 된다...뉴런이 전기신호를 발생시킬 때 사용하는 단백질(이것을 이온채널 ion channel이라 한다)은 태생적으로 불안정하다. 바로 이것이 모든 한계의 근원이다. 

 

- 뉴런을 지금보다 굵게 만들어서 신호가 전달되는 속도를 높이는 것도 한 가지 방법이다.....에너지 소모량이 많아져서 열이 발생한다....뉴런이 굵어지면 뇌의 부피가 커지기 때문에, 신호가 도달하는 데 걸리는 시간 역시 길어진다.

 

- 뉴런들 사이의 연결망을 좀 더 복잡하게 만들 수도 있다. 그러나 이것도 에너지를 더 소모하여 추가열을 발생시킨다. 그리고 연결망이 복잡해지면 뇌가 커지고 정보처리 속도는 느려진다.

 

ㅇ 여러 가지 물리적 요인을 고려할 때, 우리의 지능은 이미 최고조에 도달한 것 같다. 아무런 부작용 없이 뇌의 크기를 키우거나 뉴런의 특성을 바꾸는 기술이 개발되지 않는 한 인간의 지능은 지금 상태를 유지할 것이다. 

 

  (인공 지능)

 

ㅇ 지금 인공지능은 적어도 두 가지 기본적인 문제에 직면해 있다. 형태인식(pattern recognition)과 상식(common sense)이다.

 

ㅇ 인간은 아무런 노력을 하지 않아도 자연스럽게 오만 가지 물체를 인식할 수 있다. 그러나 이런 능력을 인공적으로 만드는 것은 결코 쉬운 일이 아니다.....예를 들어 눈앞에 있는 의자는 수많은 점과 선의 집합으로 보일 뿐, 그것이 의자임을 알아차리려면 엄청난 양의 연산을 거쳐야 한다. 다행히 DB에 '의자'라는 객체가 들어 있어서 인식에 성공했다 해도, 의자를 조금 돌려놓거나 바라보는 각도가 달리자면 다시 혼란스워지면서 모든 계산을 처음부터 다시 시작해야 한다.

 

ㅇ 물리적 세계와 생물학적 세계에서 지극히 당연한 사실조차 이해하지 못한다. "날씨가 눅눅하면 불쾌하다" 거나, "어머니는 딸보다 나이가 많다"는 것은 상식에 속하지만, 이 사실을 증명할 만한 방정식이 존재하지 않기 때문이다. 

 

ㅇ 두뇌는 컴퓨터가 아니라 고도로 복잡한 신경망 네트워크이다. 디지털 컴퓨터는 구조가 고정되어 있지만 (입력 - 연산처리 장치- 출력 등), 신경망은 새로운 일을 습득할 때마다 뉴런의 연결상태가 개선되고 강화된다. 사람의 뇌에는 프로그램이나 운영체계가 없고, 중앙처리장치도 없다. 그 대신 뇌의 신경망은 하나의 목적(학습)을 이루기 위해 수백만 개의 뉴런이 동시에 활성화되는 병렬구조로 되어 있다.

 

ㅇ 하향식 접근 방식은 모든 법칙과 상식을 입력하는 방법... 상향식 접근 방식이란 간단히 말해서 '자연의 법칙을 따르는' 방법이다. ..... 뇌의 신경망은 임무가 주어졌을 때 일단 그 안에 뛰어들어 시행착오를 겪으면서 문제를 해결해나간다.

 

ㅇ 사람의 뇌를 부분적으로 시뮬레이션하려면 88만 개의 프로세스가 필요한데, 아마 2020년쯤 가능할 것으로 예상된다.

 

ㅇ 정작 우리의 뇌는 무게가 1.4kg에 불과하며 두개골 안에 들어갈 정도로 크기도 작고, 아무리 과부하가 걸려도 체온은 단 몇 도만 올라갈 뿐이다. 게다가 전력도 20W 정도면 충분하고, 햄버거 몇 개만 투입하면 하루종일 작동한다. 이 얼마나 효율적인 고성능 컴퓨터인가..

 

ㅇ 한 사람의 커넥톰에 들어 있는 정보량은 거의 1제타바이트 (10의 21승 바이트 = 10의 12승 기가바이트)에 달한다. 이 정도면 현재 인터넷망에서 유통 중인 전체 정보량과 비슷한 수준이다. 지금 사용되는 광섬유케이블은 1초당 1TB를 전송할 수 있다. 

 

[ 연결 ]

 

미치오 카쿠는 내가 물리책을 한참 읽던 2000 초/중반시절 부터 좋아했던 작가이다.

저자의 두뇌 'CEO 모형'은 엘코논 골드버그 (Elkhonon Goldberg)가 쓴 아래 책과 유사한 주장이다.

저자만의 독특한 모형은 아니다.

 

이리 엘코논 골드버그 같은 연구자는 "두뇌의 사령탑이라 불리는 배외측 전전두엽은 뇌 앞부분에 위치하면서 창의성과 함께 작업 기억력과 의사결정력 그리고 사회적 상호작용에 영향을 미치고 있으며, 자가조절을 포함한 인지 조절에도 중요한 역할을 하고 있는 것으로 확인되고 있다."라고 언급했다.

 

(원서는 2001년에 나왔고 번역본은 2008년에 나왔으며 번역본은 구하기가 어렵다.)

(원서는 새롭게 개정하여 'The New Executive Brain'으로 2009년에 나왔다.)

(미치오 카쿠의 책 'the future of the mind'는 2015년에 나왔다.)

'좌뇌와 우뇌'에 대한 연구는 즉, 분리뇌라는 좌뇌와 우뇌에 차이가 있다는 사실을 발견한 인지신경과학의 창시자 마이클 S. 가자니의 책을 무시할 수가 없다. (이 분의 책은 번역본이 몇 권이 안되지만, 어느 것이다 완독을 할만한 무게감이 있다)

 

 

'해석 장치로서의 좌뇌'에  대한 책 중  내가 읽은 가장 탁월한 책은 펜실베니아주 슬리퍼리 록(Slippery Rock)
대학교의 교수인 리스 나이바우어 (Chris Niebauer)가 쓴 책이다. 2권만 번역이 되어 있는데, 탁월하다.

'기억'에 관한 저술은 당연히 뇌과학의 살아있는 역사, 에릭 캔데(Eric R. Kandel) ]을 안 거치고 갈 수가 없다.

 

 

 

[ 자평 ] 소장 후 필요할 때 마다 반복적인 참고

 

개인적으로 지능에 정리가 필요하여 읽은 책 중 하나다.

단 '마음의 미래'는 필요한 부분만 일단 읽었다. 

(1부 마음의 의식 중 1장. 마음 해독하기와와 2장. 의식: 물리적인 관점)

 

저자는 정말 쉽고 명확하게 정리하여 쓴다. 얄밑도록 탁월한 재주다. 

 

다만 인공 지능의 핸재와 미래에 대한 부분은 아래의 책이 더 나은 것 같아 이 부분을 더 많이 참고 했다. 

최근에 읽은 의식에 관한 종합판인 김재익선생의 '의식, 뇌의 마지막 신비'가 더 신뢰성이 있고 잘 정리가 된 듯 하다.

(다만 너무 방대한 책이라 아직 다 읽지를 못했다)

 

저자가 제시하는 '시공간의식이론'이라는 것이 그 분야 전문가들 사이에서 얼마나 호응이 있는지는 모르겠다.

(저자가 독자적으로 제시한 이론인지는 모르겠다....왜나햐면..)

 

 

책 5부. 의식의 과학적 접근. 1장. 의식에 관한 현대과학의 이론들을 보면 약 8개 이상의 이론이 있다.

이 중 첫번 째 이론이 '광역작업공간이론' 이다.

 

‘전역 뉴런 작업공간 이론’(neuronal workspace theory)’이란 뉴런에서 의식이 발화하며, 많은 감각 정보가 공통의 작업 공간에서 섞이면서 의식이 일어난다는 이론이다. 지난 십여 년 간 흥분성 뉴런(excitatory neurons), 피질 등을 통해 일어나는 인지과정을 설명하는데 적용돼왔다.

 

8) 기타 현대의식 이론에 있는지? 한 번 나중에 확인해 봐야겠다.