의식은 언제 탄생하는가?(양장본 Hardcover)

뇌의 신비를 밝혀가는 정보통합 이론

왜 알파고는 사람처럼 꿈을 꾸지 못할까?





알파고를 비롯한 인공지능(AI) 탑재 슈퍼컴퓨터는 체스에서도 바둑에서도 인간을 이길 수 있다. 하지만 아직도 창의성의 영역에서는 인간을 능가할 수 없다. 뇌의식이 없기 때문이다.

과연 뇌의식이란 무엇이며, 우리 뇌 속에서 어떻게 생겨날까? 서구 뇌의학계의 대표 과학자들인 마시미니와 토노니가 컴퓨터 공학자도 모방할 수조차 없는 뇌의식을 재미나게 파헤친다.



알파고 신드롬을 전후하여 인터넷상에서도 많이 언급되는 *융합*이나 *통섭*의 중심에는 뇌과학이 있다. 뇌과학은 의학뿐만 아니라 철학, 음악, 종교, 법학, 윤리학, 최근에는 로봇과 인공지능(AI)까지 광범위한 영역들을 융합하고 있다. 최근에 발전한 인공지능 분야도 뇌과학의 발전에 힘입어 인공신경회로망(Artificial neural network)이나 뉴로모픽칩(Neuromorphic chip) 등을 개발하고, 이를 기반으로 4차 산업혁명의 강력한 추진동력을 마련하고 있다. 그런 와중에 이 책에서처럼 의식의 비밀을 정보통합 이론으로 파악한다면 융합과 통섭의 좋은 사례를 발견하면서 인류 문명의 새로운 도약에 중추적인 역할을 할 것을 찾으리라 생각한다.



이 책은 정보통합 이론의 기본 명제를 *어느 시스템이 정보를 통합하는 능력이 있으면 그것에는 의식이 있다*는 과감한 전제 위에 의식의 두 가지 기본적 특징을 *정보의 풍부함*과 *정보의 통합*으로 설명하고 있다.

정보 이론의 아버지라고 불리는 클로드 새넌이 이야기한 정보의 정의는 *불확실성을 줄이는 것*이며, 정보량을 연구하는 과학자들은 *어떤 사건이나 현상이 일어났을 때 그것을 대신해서 일어날 수 있었는데도 일어나지 않았던 것의 총수가 클수록 정보량이 많다*고 설명한 이론의 틀에 따라 *의식 결정은 풍부한 정보량으로 유지된다*라는 설명을 내놓는 등 자신들만의 독특한 이론을 전개하고 있다.

또한 임상경험과 더불어 TMS(경두개經頭蓋 자기 자극법, transcranial magnetic stimulation)와 뇌파 측정 방법 등을 동원하여 객관적이고 신뢰할 수 있는 의식 측정 방법을 개발하기 위해 노력을 경주하는 등 지난 10여 년간의 치열한 연구 결과를 기반으로 이러한 주장들을 펼치고 있다. 그래서 요즘과 같은 뇌과학 기반의 인공지능과 로봇의 발전이 속도를 내는 시점에서는 이 책은 매우 유용하다고 생각한다.

그러나 한편으로 의식을 가진 관찰자인 우리가 연구 대상인 우리 자신과 끊어질 수 없다는 점에 대한 어려움을 호소하는 저자들을 보면서 현재 과학의 첨단 분야인 양자역학에서의 *관찰자 문제*나 수학에서의 *괴델의 불완전성의 원리*처럼 의식의 생성 과정은 우리 자신과 끊을래야 끊을 수 없는 관계라는 점을 들면서 아직도 우리 앞에 놓인 의식의 문제가 만만치 않은 과제임을 이 책은 피력한다.

아울러 최근 인공지능 연구에서도 대두되는 빅데이터처럼 저자들은 정보통합 이론을 들어 *뇌가 구분하는 상태의 목록이 늘어나면서 의식도 성장한다*라는 의미심장한 결론을 제시하면서 이 책을 마무리하고 있다.

고대 그리스의 여러 아테네 학당들 중 리케움(Lyceum)은 아리스토텔레스가 세운 학교다. 아리스토텔레스가 시작한 귀납법과 연역법은 *우리가 어떻게 새로운 과학 법칙을 얻을 수 있는가?*의 답을 찾기 위한 좋은 툴이 되었다. 어찌 보면 많은 경험들을 분류하는 능력을 획득하는 것이 학습의 근본이듯이, 인공지능에 필요한 빅데이터도 앞으로 이들의 능력을 가속화할 좋은 수단임을 생각한다면 우리는 이 책의 저자들 같은 이들에게 이미 추월당하고 있지 않을까 하 는 우려를 해야 한다. 그리고 이렇듯 우리 스스로에게 던지는 의식의 본질과 같은 숙제를 푸는 것만이 이러한 강력한 인공지능의 등장을 앞에 둔 뇌과학자들의 숙제가 아닌가 생각해본다.

인간의 의식이 무엇인지에 대해 왕성한 호기심을 가지고 있는 독자들이라면 ― 인공지능과 빅데이터가 중요해진 바로 이 4차 산업혁명의 여명기에 ― 정보통합 이론이라는 새로운 관점에서 인간 의식을 들여다본 이 책에 지대한 관심을 보일 것이다.

추천의 글

독자 여러분에게



제1장 손바닥에 놓인 뇌

우리를 '품는' 행성 │ 우리를 '품는' 뇌



제2장 의문이 생기는 이유

철학자들의 의문 │ 철학적 좀비 │ 디지털 좀비 │ 두개골 속의 좀비 │ 생리학자들의 의문



제3장 가둬지다

의식을 되찾고 보면 │ 뜬눈의 안쪽에서 │ 의식의 사건 파일 제1 수준 │ 의식의 사건 파일 제2 수준 │

의식의 사건 파일 제3 수준



제4장 미리 알아두어야 할 사항

소뇌와 시상*피질계 │ 자는 것과 깨어있는 것 │ 꿈 │ 그 밖에 알아두어야 할 사실



제5장 열쇠가 되는 이론

정보통합 이론 │ 의식의 단위인 Φ



제6장 두개골 안을 탐색해보자

준비체조 │ 소뇌와 시상*피질계 │ 뇌에 얽힌 그 밖의 수수께끼 │ 의식 발생에 드는 시간



제7장 수면*마취*혼수 ― 의식의 경계를 잰다

해결해야 할 문제 │ 무엇을 잴 것인가 │ 자기를 이용한 측정으로 의식의 메아리를 확인한다 │ 수면 │

특별할 것이 없는 이온 │ 꿈 │ 마취 │ 혼수에서 벗어난 환자의 의식을 관찰한다 │ 의식 측정의 실천에 뒤따르는 것



제8장 세계의 의식분포도

기묘한 그래프 │ 기준과 경계 │ 행동과 뇌 │ 세계의 의식 분포 문제에 다가가기 위한 이론



제9장 손바닥에 들어오는 우주

가장 위대한 것 │ 기본적 성질 │ 안쪽과 바깥쪽 │ 정보와 인과관계 │ 혁명



감사의 말

옮긴이 후기

마르첼로 마시미니 의사이자 신경생리학자이다. 이탈리아 밀라노 대학교 교수, 벨기에 리에주 대학교 혼수연구센터 객원교수직을 역임했으며, 미국 위스콘신 대학교 등에서 연구 활동을 했다. 현재 수면과 의식을 연구하기 위한 새로운 기기를 개발하고 있다. 주요 국제 학술 잡지인 「사이언스」, 「네이처」, 「PNAS」, 「브레인」 등에 수면과 의식에 관한 논문을 발표하고 있다.