세계 너머의 세계

현대 과학의 마지막 미개척지, 의식 과학
최고의 의식 이론을 찾기 위해
세계의 석학들이 벌이는 열띤 논쟁들

인간이 세상을 바라보는 관점은 크게 내재적 관점과 외재적 관점, 두 가지로 수렴된다. 내재적 관점은 시선이 우리 내부를 향한다. 인간의 마음은 끊임없는 내적 흐름으로 요동친다. 생각과 느낌, 기억, 감정, 감각과 지각, 혼란과 환각 등은 우리 삶을 구성하는 중요한 요소이자 의식적 흐름의 세부적인 요소들이다. 즉, 정신의 언어는 내재적 관점을 취해야만 파악할 수 있다. 한편, 외재적 관점은 우리 바깥에서 벌어지는 일에 시선을 두어 어떤 현상으로부터 그것의 특질과 메커니즘을 파악하고자 하는 관점이다.
인류의 역사에서 내재적 관점과 외재적 관점은 각자 자기만의 궤적을 그리며 발달해 온 동시에 시기에 따라 혼재되는 양상을 보여 왔다. 하지만 17세기 무렵 이탈리아 철학자이자 과학자인 갈릴레오 갈릴레이가 《시금 저울》이라는 저서에서 "수학의 언어를 인식하는 법을 학습하지 않는다면 어두운 미로 속을 하염없이 헤매게 된다"라며 과학을 수학의 언어로 표현해야 한다고 선언했다. 이를 계기로 과학은 외재적 관점을 완전히 공식화하며 학문의 영토에서 내재적 관점을 분리해버렸다.
갈릴레이의 이 선언 이후 과학은 측정할 수 있는 것을 중요하게 여겼다. 물론 이는 과학이라는 학문이 거둔 놀라운 성공의 핵심이다. 하지만 지극히 주관적인 내적 경험을 외재적 방법론으로만 접근함에 따라 의식 연구는 점점 더 극복할 수 없는 문제에 직면하게 됐다. 이는 현대 과학이 아직까지도 의식의 작동 원리에 관해 명확히 설명해낸 의식 이론에 도달하지 못하고 마지막 미지의 영역으로 남아 있는 이유이기도 하다.
이 책은 제목처럼 '세계 너머의 세계'인 의식의 지평에 가닿기 위해 세계의 석학들이 지금까지 해온 열띤 논쟁들을 소개하고, 이와 더불어 오늘날의 신경과학이 마주하게 된 어려운 문제들과 역설들을 해결하기 위해 반드시 던져야 하는 질문들을 야심차게 담아냈다.


신경과학이 패러다임 이후의 과학이 되려면
'진화된 뇌가 설정한 목표'를 정확히 직시해야 한다

1990년대 초 이탈리아 파르마의 한 신경과학 연구팀은 점심 식사를 하던 중 놀라운 발견을 한다. 연구팀이 음식을 베어 먹을 때마다 이를 지켜보던 마카크 원숭이들의 뇌에서 '팡! 팡!' 하며 반응이 나타난 것이다(이들의 머리에는 뇌파 측정을 위한 기록 전극이 부착되어 있었다). 움직임을 조절하는 데 관여하는 전운동 피질은 마카크 원숭이들이 직접 움직일 때 반응한 것이 아니라 연구팀이 포크로 마카크 원숭이가 먹고 싶어 하는 음식을 먹을 때 반응했다. 다른 개체의 특정한 행동을 보고 거울처럼 그 행동을 자신에게 투사해 직접 행동하지 않고도 자신이 직접 해당 행동을 했을 때와 똑같은 반응을 보이는 이 뉴런은 이후 '거울 뉴런'이라고 불리며 신경과학계에서 일약 주목받는 개념으로 떠올랐다.
세계적인 신경과학자인 V. S. 라마찬드란을 비롯한 일군의 학자들이 '거울 뉴런의 결함이 자폐증의 원인일 수도 있다'는 가설을 발표하면서 거울 뉴런에 대한 학계의 관심은 더욱 뜨거워진다. 이후 거울 뉴런을 주제로 하거나 그에 대해 인용한 수많은 논문들이 발표됐다. 하지만 호엘에 따르면 많은 대중들이 쉽게 이해하고 빠져들 만한 내용으로 구성된 거울 뉴런 가설은 항상 증거가 부족했다. 게다가 이후 이어진 다수의 연구 결과에 따르면 사실 거울 뉴런은 인간에게만 존재하는 것이 아니라 쥐나 새에게서도 확인이 됐다.
인간의 뇌를 특별하게 만드는 것이 과연 무엇인지에 관해 좋은 해답을 줄 수 있을 것만 같았던 거울 뉴런 가설은 결국 설명력을 잃고 그 인기가 시들해지고 말았다. 이러한 결과는 어디에서 기인한 것일까? 초기에 거울 뉴런을 관찰할 때 연구자들은 이해나 인과관계, 통제에 따라 거울 뉴런을 개념적으로 일반화하려고 하기보다는 흥미로운 상관관계에 따라서만 일반화하려고 했다.
호엘은 이와 유사한 사례들을 더 언급하면서 "신경과학은 반쯤 죽은 좀비 같은 개념들로 가득 차 있다"라며 도발적인 주장을 펼쳐낸다. 또한 오늘날 신경과학이 수렁에 빠진 이유를 "진화된 뇌가 설정한 목표를 완전히 무시하기 때문"이라고 지적한다.
진화된 뇌가 존재하는 궁극적인 이유는 바로 의식의 흐름을 유지하는 것이다. 우리 뇌의 모든 영역과 기능적인 구성 요소들은 합리적이고 현명한 결정을 내리기 위해 작동하는 동시에 의식의 흐름을 유지하도록 요구한다. 의식은 인간이 다른 모든 인식적인 기능을 발휘할 수 있도록 뇌에 광범위하게 체계적으로 잡혀 있는 틀과 같다. 호엘은 의식 연구를 비롯한 신경과학 연구가 오늘날 어려움에 처하게 된 것은 "신경과학자들이 맹목적으로 무조건 뇌의 일부만 살피기 때문"이라고 설명한다. 호엘은 현대의 신경과학이 "의식이 작동하는 방식을 확인하는 문제에 정면으로 맞서는 대신 정신을 쉽게 다스리기 위해 의식의 중요성을 최소화하는 방식으로 실험하고 연구했다"고 지적한다.

"신경과학을 바라보고 이해하는 일은 다른 과학들과 다르다. 신경과학에서는 내재적 관점과 외재적 관점을 조합한다. 존재론과 인식론은 흔들리기 시작하고, 특징적으로 분석할 수 있도록 나눠지기 시작하고, 크기도 길이도 폭도 두께도 없고 말로 표현하기 어려운 무언가로 통합되기 시작한다. 이런 식으로 넌지시 드러나는 현상을 자세히 살펴보면, 우리는 뇌 연구가 점점 더 극복할 수 없는 문제에 직면한다는 사실을 알 수 있다."
- 〈외재적 관점의 발달〉 중에서


"인공지능은 의식을 가질 수 있을까?"
현대 의식 과학의 최전선과
그 한계를 엿보고 싶다면 꼭 읽어야 할 책!

'의식'이라는 용어가 처음 사용된 것은 1890년 하버드대 심리학과 교수였던 윌리엄 제임스가 《심리학의 원리》에서 '의식의 흐름'이라는 전문용어를 사용하면서부터인데, 독일 심리학자 빌헬름 분트 등은 '자기 성찰'의 방법론으로 의식에 대한 초기 수준의 연구를 수행했다.
행동주의 심리학자 스키너는 철저히 외재적 관점에서 인간의 마음을 바라본 대표적인 인물이다. 그는 유기체가 입력 영역과 출력 영역이 뚜렷하게 구분되는 블랙박스일 뿐이며, 내재적 관점으로 나눈 논의는 과학적이지 않다고 주장했다. 이후 한동안 의식 과학은 과학으로서 갖추어야 할 조건을 누락한 유사 과학으로 여겨졌다. 오늘날 의식 과학의 부분적 토대가 된 심리학은 과학으로 존재하기 위해 의식(인간의 마음)의 광범위한 요소들을 배제하면서 주의력, 집중력, 기억, 인식, 행동 등 의식의 축소된 요소들만을 탐구 대상으로 삼았다.
과학의 영토에서 비과학적인 것으로 여겨지던 의식이 명백한 과학의 범주로 포섭된 것은 노벨상을 수상한 두 명의 과학자인 프랜시스 크릭과 제럴드 에델만에 의해서였다. 이들은 의식이 뇌에서 발생한 자연현상이므로 과학의 범위에 속한다고 보았다. 하지만 두 사람의 의식 연구 방식은 완전히 달랐다. 프랜시스 크릭이 '의식의 신경 상관물'을 추적하며 경험적 접근 방식을 토대로 실증적이고 실험적으로 의식 연구를 수행했다면, 제럴드 에델만은 해부학적 기관으로서의 뇌에 대한 관심을 줄이고 의식의 정도를 직접 평가하기 위한 수학적 해석을 개발하는 연구에 집중했다. 오늘날의 모든 의식 과학 연구자들은 이 두 사람의 후예들이다.
호엘은 제럴드 에델만이 의식을 연구했던 방식인 이론적 접근 방식의 계보를 따라 의식 연구를 수행해왔다. (그가 사사한 줄리오 토노니는 제럴드 에델만의 제자다.) 호엘은 "공들여 만든 과학적 이론은 예술품"이라고 말한다. 즉, 이론 하나를 구성하는 과정은 수수께끼 하나를 해결하는 과정이라기보다 오히려 상황에 따라 변화하는 퍼즐을 해결하는 과정과 유사하다. 이론적 접근 방식은 그 퍼즐을 해결하는 과정에서 경험적이고 실험에 바탕한 연구보다는 추상적 개념이나 사고실험, 수학적 해석 모델에 중점을 둔다. 의식의 내용(시각, 소리, 기억 등)을 실험 변수로 섬세하게 분리하는 것은 어려운 작업인 데다 의식을 통합적으로 살피는 데는 한계가 있는 방식이기 때문이다.
호엘에 따르면 의식 이론이란 "시스템이 가진 경험이 무엇인지를 (경험의 공간 밖에서) 예측하여 만든 예측도"로 추상적으로 물리적 상태와 정신적 상태를 연결시켜 의식을 총체적으로 설명해낼 수 있는 이론이다. 호엘은 이론적 접근 방식을 활용해 의식 작용을 설명한 이론들 중에서도 가장 뛰어나다는 평가를 받는 통합 정보 이론에 대해 중점적으로 소개하고 다룬다. 이와 동시에 그것의 한계와 오류에 대해서도 첨예한 질문을 던지며 의식의 과학이 항해해나갈 바다의 깊이와 길이가 한정 없음을 논한다.
호엘은 이 책에서 지금까지 인간이 구축해온 내재적 관점과 외재적 관점의 역사를 기술하고, 오늘날의 신경과학이 내재적 관점을 의도적으로 무시함에 따라 어떠한 문제에 직면했는지를 이야기한다. 또한, 그러한 실수가 어떻게 신경과학 자체를 위협하는 과학적 위기로 이어졌는지도 살펴본다. 이어서 내재적 관점과 외재적 관점을 조합하고자 시도하면서 현대 의식 연구가 성장해 온 과정도 더불어 기술한다. 궁극적으로 호엘은 이 책을 통해 과연 의식 연구에서 본질적으로 내재적 관점과 외재적 관점을 통합하는 것이 가능할지, 과학은 궁극적으로 불완전하게 남아 있을지 등에 대한 질문을 제기한다.
의식 연구를 둘러싸고 과거부터 지금까지의 수많은 과학자들과 철학자들이 벌였던 열띤 논쟁의 역사를 톺아보고 싶은 독자는 물론이고, 오늘날 의식 과학의 최전선에서 이루어지는 담론들과 그 한계점을 파악하고 싶은 독자라면 꼭 읽어야 하는 매력적인 교양 과학서다.

1장 세상을 바라보는 인간의 두 가지 관점
2장 내재적 관점의 발달
3장 외재적 관점의 발달
4장 혁명이 필요한 신경과학
5장 의식 연구의 두 가지 접근 방식
6장 현상학적 의식 이론
7장 좀비 데카르트 이야기
8장 공주와 철학자
9장 의식과 과학적 불완전성
10장 과학은 어떻게 특정한 범위를 선택했을까
11장 자유의지에 관한 과학적 사례

감사의 말
주

에릭 호엘 (Erik Hoel)
미국 위스콘신대학교 매디슨 캠퍼스에서 신경과학을 전공으로 박사 학위를 받았다. 이후 컬럼비아대학교에서 박사 후 연구원으로, 프린스턴 고등 연구소에서는 객원연구원으로 재직했으며 터프츠대학교에서 연구 교수를 역임했다. 2018년에는 미국 경제 전문지 〈포브스〉가 '주목할 만한 30세 미만 리더 30인'(과학 분야)으로 선정할 만큼 미국 신경과학계가 주목하는 신예로 떠오르고 있다. 현재는 매사추세츠주 남부에 위치한 섬 케이프 코드에 살고 있다.
저자 홈페이지 https://www.erikphoel.com