궁금한 인간, 너는 무슨 생각으로 사니? [3]
인간의 뇌, 마음 그리고 인공지능
인간의 창의성은 어디에서 오는가?
인간의 뇌 기능이 더 좋음, 즉 보다 똑똑하다고 하는 것은 무엇에 기인하고 정의되는 것일까? 이 문제에 관해 철학자 제임스 굴드와 캐럴 굴드의 관점으로 바라보면, 인간의 지능이라는 것은 인간이 가지고 있는 정신적 경험을 바탕으로 완전한 의식과 인식을 가지게 된다고 말한다.
흔히 말하는 천재의 '영감성(Inspiration=Brain Wave)'이라는 것은 그들의 다양한 정신적 경험을 바탕으로부터 의식의 깊은 곳에서 지성을 불러일으킴으로써 발생되는 것이다. 다시 말해, 기억으로 부터의 창발이 인간의 의식을 완성한다고 볼 수 있다. 이를 카네먼 입장에서 보면 창의는 기억의 연계이다. 연계의 불씨, 이 입장을 그대로 받아들인다면, 천재성은 인간의 정신적 경험에 바탕을 두고 있는 것이다. 이제 우리는 적어도 뇌의 모든 부위가 동일한 뇌 기능을 가지고 있어 그 사용 정도에 따라 보다 더 똑똑 해질 수 있다는 주장 틀렸음이 거의 확실하다는 것을 할 수 있다.
다시 말하면, 뇌의 각 기능은 모든 뇌 부분에 고르게 분포되어 있는 것이다. 그렇다면 뇌의 각 기능들이 어떻게 분포되고 나뉘어 있는지 fMRI 등 실험을 통해 살펴보면 아래 그림의 구조체계로 이해할 수 있다.
대뇌피질 기능영역그림의 전전두피질 (촉각 영역 앞쪽 인지능력 회색 부분) 부분이 맥락적 차원의 이해와 추상적 차원의 정보 선택이 가능한 집행기능 역할을 담당하는 것이다. 다니엘 카네만이 설명하는 이성적인 시스템 2에 해당하는 곳이다.
기능적 구조체계주의집중, 기억 그리고 해석
위 그림을 보면 주의 집중을 상징하는 두 개의 노란 화살표가 있다. 각각 의도적 주의집중(상향적)과 자연발생적 주의집중(하향적)으로 나뉜다. 자연발생적 주의집중은 시스템 1로 의도적 주의집중은 시스템 2로 이해할 수 있다.
장기기억에 대한 내용은 회색 상자에 표시되어 있다. 이 그림은 뇌와 기억, 마음에 대한 첫 스케치로 적합한 모델이다. 모든 감각들은 수많은 수용기들을 갖는 수용기 표면에서부터 시작한다. 모든 감각 경로는 피질 중간에서부터 뒷부분까지 골고루 분포되어 있다. 또한 모든 감각들은 감각 완충장치 (sensory buffer)라 불리는 일시적인 저장 능력을 갖고 있다. 선택적 주의집중 (selective attention)이 유연성 있게 향상하는 활동에는 감각활동을 살펴보면 시각적 주의집중에 관여하는 피질 영역은 안구운동조절에 관여하는 영역과 겹치는 것을 알 수 있다.
뇌에서 작동기억(실시간으로 뇌에서 필요한 정신적 과정을 하기 위해 저장하는 일시적 기억)을 담당하는 부분은 그림에서 중앙 집행부이다 이 box의 역할을 담당하는 뇌 구역은 전두엽이다. 이 집행 기능은 뇌에 대한 모든 의지적 활동에 대한 조절까지 포함한다(E.G.Luria, 1976; Goldbeg, 2001; 8장, 11장 참조). 19세기 초에 발견한 브로카 영역은 약간의 집행적인 기능을 갖는데 이 영역은 전두엽에서도 전전두피질의 한 부분이다. 작동 저장(Working storge)은 내측 두피질과 전전두엽들이 관련되어 있고 역동적인 역할을 보여준다. 뉴런들이 활발하게 움직이면서 집단으로 형성하고 이 집단들이 결정화되면서 영구 기억이 남겨진다. 하지만 작동 저장은 역동적이어서 영구 기억보다 붕괴에 더 취약한 성질을 갖는다. 언어 리허설(Verbal rehearsal)과 시공간 스케치북(Visuospatial sketched)은 내부 감각을 표한하고 있다. 이 두 개념은 그림 아래의 회색 상자들과 지속적으로 커뮤니케이션한다.
인공지능이 만든 음악의 저작권문제인간의 뇌는 인지에 어떻게 대응하는가?
집행기능 executive function에는 우리의 목표와 행동을 조정하면서 상호작용하는 여러 하부 체계가 관여된다. 일상적인 상황에서 이들 가운데 하나가 활성화되어, 경쟁하듯 일어나는 자동 반응들을 감독하면서 가장 적절한 반응을 선택하고 다른 반응은 억제한다. 생소한 상황에 부딪힐 때는 감독체계가 발동해, 적절한 새 반응을 만드는 데 필요한 만큼 주의를 돌리는가 하면, 필요에 따라 부수적인 자동 반응을 억제하거나 활성화한다. 집행기능은 전전두피질 prefrontal cortex에 결부되어 있으며, 여기서 이뤄지는 과정들은 목표 지향적인 행동을 끌어내는 한편, 낯선 상황에 대처하는 데도 중요하다. 치매를 일으키는 가장 흔한 퇴행성 뇌질환인 알츠하이머 alzheimer's disease, 주의 산만, 과잉행동, 충동성을 주증상으로 보이는 정신질환인 주의력결핍 과잉행동장애 ADHD(attention deficit/hyperactivity disorder), '자신의 세계에 갇혀 지내는' 자폐증 autism, 마음의 감기로 불리는 우울증 depressive disorder, 사고思考, 감정, 지각知覺, 행동 등 인격의 여러 측면에 걸쳐 광범위한 임상적 이상 증상을 일으키는 정신질환인 조현병 schizophrenia 등 광범위한 정신질환이나 신경성 질환이 이 기능의 손상과 관계가 있다.
두개골 대뇌에는 4개의 영역으로 구분된다. 전두엽(Front Lobe)의 기능은 고차원적이며 인간의 가장 복잡한 능력들의 일부를 포함하고 있다. 이 영역은 상당 부분을 운동을 통제하는 데 기여한다. 전두엽 뒤 경계면에 일차 운동 영역이 위치하고 있기 때문이다. 전두엽의 더 앞쪽인 전전두피질(Prefrontal cortex)은 의사결정 일부에 관여하며 계획, 조직, 충동조절과 보상 및 처벌에 대한 행동이 조절에 관여한다. 두정엽(Parietal lobe)은 피부감각과 신체의 위치와 움직임에 대한 감각을 처리한다. 후두엽(Occipital lobe)은 시각정보가 처리되는 피질이다, 일차 투사 영역은 각 엽의 후측 끝부분에 있다. 이 일차 영역의 전측에는 색감, 움직임과 같은 장면의 개별 구성을 감지하는 네 개의 이차 영역이 있다. 이들은 다시 연합 영역에서 합쳐진다. 측두엽(Temporal lobe)은 청각 투사 영역, 시각 및 청각 연합 영역과 부가적 언어 영역을 포함한다.
뇌의 구조와 기능, 당신의 뇌구조
신 피질에서는 환경에 대해 입체적으로 인식하는 능력을 가지며 목적지향적 이성 행동을 주재하는 반면, 변연계에서는 본능 행동과 정서 감정을 주재하는 기구로서 행동을 위한 의욕을 불러일으키고 그 외 학습과 기억 과정에도 깊이 관여한다. 변연계의 기능을 좀 더 세부적으로 말하자면, 기저핵의 상하부의 기능을 도와 정서, 쾌락, 몸치장, 성행위 및 구애행위에도 관여하며 환경변화에 대한 정보 및 기억과 내장에 관한 정보들을 통합하는 것이다. 이러한 여러 가지를 종합해 보면 변연계는 정신신체 반응(psychosomatic reaction)과 정서반응(emotional reaction) 등을 주재하는 곳으로 지목된다. 특히 뇌의 측두엽 안쪽에 있는 편도체와 해마로 구성된 변연계(Limbic System) 끝 쪽에 자리 잡고 있는 아미그달라(Amygdala,)는 감정을 조절하는 기관으로 감정 중에서도 두려움의 정서를 다루고 있기 때문에 강한 충격이나 공포의 기억을 저장하며, 생존에 아주 중요한 역할을 한다.
인간의 뇌를 편의상 신 피질과 구 피질로 구별하면 신피질은 인간 뇌의 지적 중추로써 의지/의욕/판단의 영역이 되고, 구피질은 동물 뇌인 생명 중추로써 감정/본능의 영역이 된다. 이 둘은 서로 협력을 하기도 하지만 서로 반발하기도 한다. 예컨대 '건강에 좋으니 운동하자'는 의지가 신 피질에서 일어나면 이에 대한 반발로 '싫어, 편히 있자.'는 생각이 구 피질에서 일어나는 식이다. 신 피질의 일차적인 역할은 구 피질을 잘 달래서 반발하지 않도록 하는 것이다. 신 피질이 덜 발달된 아기는 엄마가 아무리 바빠도 배가 고프면 울고 보챈다. 엄마의 사정 따위는 봐주지 않는다. 신피질은 외부 상황에 따라 융통성이 있지만 구피질은 외부 상황과 관계없이 유전자가 시키는 대로 본능에만 충실히 한다.
인공지능 작품 <고흐가 그린 광화문>신피질과 구피질은 인간의 2가지 영역이다. 즉 시스템 2와 시스템 1의 일방 또는 상호작용으로 생각하고 행동한다. 또한 생존하기 위해 인간의 뇌는 발달하여 왔다. 인간의 뇌를 모방한 인공지능도 별반 다르지 않다.
이미테이션 게임, 모방의 게임이다. 그러나 영화의 한 장면처럼 그들이 모방하고 있다고 또는 있지 않다고 느끼는 순간이 온다면, 처리 양과 속도가 아닌 문맥과 상황을 우리보다 더 잘 이해하는 순간이 온다면 어떻게 될까. 로봇의 제1원칙인 인간에게 해를 입혀서는 안 된다라는 원칙도 불안해서 만든 로봇 제0원칙, 로봇은 인류에게 해를 끼 지지 않으며 인류에 해 를 끼치는 것을 방관하지 않는다. 이는 무엇을 말하는가. 산업적 관점과 긍정적인 관점에서는 이런 경우는 없을 것이라고 생각한다. 인공지능은 최적성을 추구하니 인간의 어림짐작(Heuristic) 시스템은 불가능하다고 보기 때문이다.(인간이 창의성은 앞에서도 언급했듯이 여기에서 나온다). 호킹 박사나 빌 게이츠가 우려한 것은 그들이 이미테이션 게임을 하고 있다는 것을 인지하는 순간, 어림짐작도 모방 가능하며 학습에 의해 경험화 할 수 있다고 보는 것이다. 공상과학소설이나 영화가 현실화되는 순간이다.
결국 성경의 바벨탑 같은 존재이다. 아이러니한 미래의 한 복판에서...
인간은 또다시 생존하기 위해 진화할 것인가?
진화를 멈춘듯한 인간의 마지막 진화가 자못 궁금하다.
뇌 구조(마음, 자기인식, 판단, 기억 위치 등)[1] 다니엘 카네먼은 의도적 주의집중을 시스템 2, 자연발생적 주의를 시스템 1이라고 그의 저서 <Thinking; Fast and Slow)에서 기술한다
[2] 노벨 경제학상을 받은 Herbert Simon에 의하면 인간의 이성이란 완벽한 이성이 아니라 bounded rationality(제한된, 한계적 이성)이라고 보았다. 인간은 세상의 모든 가능한 복잡성이 다 제시된 그러한 세상, 상황에서 사는 것이 아니라 <대체로 비어 있는; mostly empty> - 즉 사물 간의 관계가 서로 약하게 연결되어 있는- 세상에서 사는 것이다. 따라서 인간의 이성은 어떤 제한된 특정 시점에서 특정 목표와 특정 문제만 해결하면 되는 그러한 제한된 이성이다. 컴퓨터처럼 모든 가능한 선택이나 결과를, 모든 가능한 논리 집합이나 논리 규칙의 적용을 모든 가능한 전 범위에 걸쳐 동시에 정보 처리하여, 논리적 합리성을 지키며, 환경 자극 정보를 자신의 이익에 맞게 (고전적 경제학자들이 이야기하듯이) maximizing, optimizing 추론하고 결정하고, 해결하는 것이 아니다. 그 보다는 합리성, 논리성, 최적성을 상실하고서 라도, 현제 주어진 제약(constraints) 내에서의 자신의 적응 행동이 만족도 + 충분성의 적절한 수준이라면 그러한 사고, 그러한 행위를 택하는 것이다. 제한된 시간, 제한된 지식, 제한된 계산능력이라는 제약조건 하에서 편법적(heuristic) 인지적 전략을 사용한다는 것이 인간 이성, 인지의 특성이지 완벽한 알고리즘적 계산을 하여 적응하는 것이 인간의 인지 특성이 아니다.
