[책읽는당]생명 그 자체의 감각_2024년6월18일

알림

okdocok 180.♡.182.76

2024.06.18 19:42

222

글쓰기

https://blog.naver.com/doctor_runner/223483623181

감정은 어떻게 만들어지는가라는 책을 읽고 고무된 상태에서 김영보 가천대학교 의과대학 신경외과학 교수의 추천사에 혹해서 읽었습니다.

의식 이론의 양대 산맥 중 한줄기인 줄리오 토노니가 이끄는 '통합정보이론'의 중요 축으로 활동하는 크리스토퍼 코흐가 쓴 책으로, 의식을 공부하는 사람들이라면 한번 꼭 읽어야 할 중요한 책이다. 일독을 권한다.

세계 최대 뇌과학/인공지능 연구소의 소장 크리스토프 코흐가 쓴 책입니다. MS 공동창업자 기부 금액만 5억달러니 어마어마합니다. 역시 프로그램회사에서 만든 뇌연구소라 그런지 뇌과학에대해서 인공지능/수학/반도체 관련 지식으로 풉니다. 다른 몇권의 뇌과학 책 처럼 이 책도 다이해하지 못하였습니다. 도전과제가 생긴 느낌입니다. 계속 공부하다보면 이해하는 날이 올거라 믿습니다.

그래도 몇가지 인상 깊었던 구절이 있어 옮겨 봅니다. 경험이 의식이라는 명제 위에서 이 책은 시작합니다.

1. 의식은 경험이다.

몰입에 관한 구절을 보면 우리는 창의력/통찰력 등에 대해서는 인지가 불가능합니다. 아래 그림 처럼 지능은 out put을 위해 존재하는 것이므로 경험을 할 수 없습니다. 의식은 창의력/통찰력과는 다른 차원으로 기술하고 이 책은 의식은 경험이라는 주제를 집요하게 논술합니다.

과학적, 예술적 창의성, 즉 현존하는 방식, 생각, 개념 등에서 무언가 새로운 양식을 만들어 내는 능력을 생각해 보자. 자크 아마다르는 유명한 과학자들과 동료 수학자들에게 그들의 혁신적인 생각의 기원에 대해 질문을 던졌다. 그들은 이렇게 보고했다. 특정 문제에 오랫동안 집중적으로 몰두하고, 잠복기를 거쳐, 즉 숙면을 취하거나 며칠 동안 다른 생각을 한 후, 결정적 통찰이 "머릿속에 번쩍 떠올랐다". 그 통찰의 인지적 접근-불가성이 최근의 연구를 통해 확인되었다.

창의성과 통찰력은 지능의 두 가지 핵심 측면이다. 만약 이것들이 의식적 성찰을 통해 접근 불가하다면, 지능과 의식 사이의 관계는 간단치 않다. 어쩌면 이들은 마음의 두 가지 다른 측면일수도 있지 않을까? 지능이 궁극적으로 세계에서 현명하게 행동하고 살아남기 위한 것이라면, 경험은 느낌에 관한 것이 아닐지? 그런 관점에서, 지능은 행동에 관한 것이고, 경험은 존재에 관한 것이다.
p.87

2. 의식은 자유의지/의외성/임의성이다(feat.나).

소뇌 관련 부분을 읽으면서 우리 집의 자동청소로봇이 생각났습니다. 끊임없이 학습하면서 효율적으로 청소하고 화장실바닥으로 떨어지지 않는 등 정교해지긴 합니다. 하지만 로봇청소기에 의식이 없는 것처럼 소뇌는 의식과는 거리가 멉니다. 저는 이렇게 이해하였습니다. 인공지능 관련하여 아직 갈길이 먼 이유는 소뇌와 유사한 포드 피워드 알고리즘으로 짜여진 컴퓨터는 결국 움직임이나 결과를 우리가 모두 역추산을 하여 예상이 가능한 움직임밖에 없습니다. 의식은 자유의지 유무라고 저는 이해했습니다.

소뇌는 자동 피드백 과정을 구현하며, 이 과정은 서 있기, 걷기, 달리기, 도구 사용하기, 말하기 장난감 가지고 놀기, 공 드리블하기 등등 일상생활에 필요한 신체감각과 근육을 조정하는 방법을 배우는 데 필수적이다.

소뇌는 푸르키네 세포는 690억 개 과립세포(granule cells)로부터 흥분성 자극을 받으며, 그 수는 뇌의 나머지 부분에 있는 모든 뉴런을 합친 것보다 네배나 더 많다.

첫째, 소뇌는 거의 전적으로 피드포워드 회로이다. 작은 반응을 증폭시키거나 초기 격발보다 오래 지속되는 강한 격발로 이어지는 재귀적(recurrent)시냅스는 거의 없다. 소뇌는 피질에서 볼 수 있는 유형의 반향적인(reverberatory) 자기-유지 활동을 전혀 하지 않는다.

둘째, 소뇌는 기능적으로 수백 개 이상의 독립 모듈로 나뉜다. 각각의 모듈은 독특하게 입력과 출력을 서로 중첩하지 않은 채 병렬로 작동한다.
p.124/p.126

식물상태, 최소의식상태, 최소의식상태의 회복, 잠금상태에 대해서 x축은 압축프로그램 알고리즘을 사용한 결과값입니다. y축은 임상적 검사법으로 확인한 결과입니다. 압축프로그램을 이용한 뇌파 복잡도를 계산한 수치를 통하여 몇몇 오류가 있지만 어느정도 의식을 수학적 수치로 확인할 수 있습니다. 제가 생각한 것은 압축률이 높을 수록 데이터의 임의성이 낮은 것이고 이것이 의식이 낮은 것으로 평가하는 것으로 보입니다. 압축률이 높다는 것은 데이터의 임의값이 높고 의식 수준이 높은 것으로 평가합니다. 저는 이것을 임의성이 자유의지를 보여준다고 풀이하였습니다.

3. 술은 엔트로피의 증가/죽음/의미상실이다(feat.나).

흔히 우리인간의 자랑인 고등 정신 능력은 전전두피질에 몰려 있습니다. 이러한 전전두피질도 의식에는 영향이 없습니다. 술을 마시면 가장 먼저 사라지는 부위가 이 전전두 피질입니다. 한잔만 마셔도 용적이 줄어듭니다. 하도 검진을 오래하면서 음주력을 하루 100번씩 확인하다보니 수년전부터는 걸어들어오는 자세, 몸짓만 보면 수초만에 이분이 술을 얼마나 드셨으며 최근에도 많이 드시는지 아니면 과거에 많이 드시고 끊었는지 에 대해서 촉이 옵니다. 사실 제가 술을 끊은 이유는 이 책에서 기술한 전전두피질 기능에 대한 설명에 명확히 나옵니다. 저만의 인간으로서 가져야하는 가치 저하 입니다. 술은 엔트로피의 증가입니다. 과거에 전전두피질을 절제한 뇌수술 창시자가 노벨의학상을 받기도 했으니 인간의 지식은 너무나 보잘 것 없어보이기도 합니다. 빅터프랭클의 죽음의 수용소에서도 수용소 동료들의 시체를 태워서 처리하는 소각장 유대인에게는 술을 줍니다. 왜 그들에게만 술을 주는 지 저는 검진을 하면서 확실히 느꼈습니다.

침묵의 전전두 피질을 제거해도 명백한 감각 또는 운동 결핍이 발생하지 않는다. 환자는 불평하지 않을 수 있으며, 가족들도 급격한 결핍이나 문제를 알아차리지 못할 수 있다. 손상을 포착하기 어렵지만, 고등 정신 능력에 영향을 미치는 경향을 보여준다. 예를 들어, 성찰 능력, 감정 조절 능력, 자발적인 행동 촉발 능력 등을 감소시키며, 무관심, 세계에 관한 호기심 부족 등을 불러 올 수 있다. 놀라운 점은 이러한 환자들이 얼마나 눈에 띄지 않는지에 있다.

어느 유명한 환자, 주식 중개인 조A.씨를 생각해 보자. 거대한 뇌수막 종양으로 인해, 외과의는 그의 전두엽 대부분을 절단했다. 이런 과도한 절제술은 전두엽 조직에서 무려 230g이나 제거했다. 그 후 A.씨는 어린아이처럼 산만하고, 활기차고, 자랑스러워하며, 사회적 억제력이 부족한 행동을 보였다.
p.134/p.135

3. 재귀적 회로로 진화한 이유는 효율성 상승과 손상가능성감소이다(feat.나).

그림 위주로 보면 이해가 조금 됩니다. A에서 B라는 결과가 독립변수와 종속변수를 똑같이 만들어낼 수 있는 알고리즘이 있다고 가정합니다. 화살표가 양측으로 영향을 주고 받을 수 있는 재귀적 시스템은 유닛수가 적습니다. 화살표가 한쪽방향으로만 흐르는 피드포워드는 유닛이 훨씬 많이 필요합니다. 좌측은 재귀적 그물망을 가진 대뇌에 의한 것입니다. 구조가 단순합니다. 재귀적 그물망 없이 소뇌나 컴퓨터처럼 피드포워드 그물망으로만 처리하려면 축측처럼 굉장히 복잡해집니다. 특히 모든 추가 유닛마다 대사 비용을 수반하여 효율성이 낮고 한가지 유닛이라도 망가지게 되면 기능이 손상됩니다. 포드피워드는 자연적으로 진화했을 가능성이 매우 낮습니다. 그러나 컴퓨터로 만들 수 있는 것은 포드피워드가 손쉽습니다. 저는 이구절을 읽으면서 감정은 어떻게 만들어지는 가에서 경험이 예측이고 예측이 경험이라는 선후관계가 모호해지는 인간의 감정/수용/경험/기억이 신경세포적으로 이해가 되기 시작하였습니다. 이 책이 이해가 완벽하지는 않지만 저에게는 한걸음 나아가는 재료가 되었다고 생각합니다.

뇌피질은 6개 층으로 의식을 만들고 컴퓨터보다 에너지를 덜 소모하면서 작동할 수 있지만 딥러닝 AI 들은 최대 100개층이 필요하다고 합니다. 이러한 것이 가능한 것은 100가지 종류의 다양한 뉴런이 있기 때문입니다. 이러한 것이 N수가 적어도 학습이 가능한 인간의 특징을 어떻게 발현하는 지는 알 수 없습니다. 머신러닝을 하는 알파고 같은 경우는 어마어마한 양의 게임을 통하여 학습하고 스스로 경험을 쌓아서 능력이 좋아지지만 인간은 몇번 본것 만으로 금새 흉내를 낼 수 있습니다. 이 차이가 아마도 피드백 연결이라고 생각하고 있습니다.

4. 경험할 수 없는 컴퓨터에 의식 업로드는 불가능하다.

이 책의 결론이라고 생각하는 그림입니다. 지능이 높아도 경험을 할 수 없으므로 의식 수준은 낮습니다. 의식이 어느 수준부터 있다고 하는 임계점이 없기 때문에 모든 사물에까지 의식이 있다고 하는 것은 어렵지만 최소한 생명체에 대해서는 존중의 마음을 갖자는 내용을 불교, 힌두교, 양자역학까지 거론하며 책을 마무리합니다.