뇌, 생각의 출현

인간이해를 위해 우리는 무엇을 할 수 있나?

이해하기 힘든 과학을 실생활에 끌어내어 쉽게 받아들이게 적는 이들은 그 내용에 대한 높은 이해를 바탕으로 한다.

뇌라고 하는 것은 인지과학의 발달로 많은 분야에서 이론이 다양하게 제시되고 있지만, 제대로 이해하기에는 힘든 분야다.

박문호박사는 전자공학자로서 우주의 이해와 인간의식을 이해하기 위한 뇌 공부를 꾸준히 해 온 것으로 알고 있고 강의도 들어보았다.

최근 알파고 현상을 보고, 딮러닝과 관련한 박문호 박사의 강의를 여의도 강의장 현장에서 생생하게 접했었던 기억이 새롭다. 인공지능이 인간의 뇌 속 의식 현상을 컴퓨터로 구현한 것이라고 본다면 인공지능의 이해는 인간 뇌 이해가 선행되어야 만 한다.

30년 가까이 현장에서 전자공학 연구자로서 뿐 아니라 우주 과학과 뇌 과학을 연구하고 최근에는 인문이해의 폭은 과학의 이해와 병행해야 함을 강조하는 명강사로 기억된다.

오늘은 그의 2008년 저작 인 '뇌, 생각의 출현'을 읽어본다.

첫질문

읽으면서 들었던 질문!

인간은 무엇일까?

나는 왜 고릴라가 아니라 인간에 대해 궁금한 걸까? 고릴라가 인간이 지금 가지고 있는 인식체계 즉, 생각을 가지고 있을까? 의식이 인간을 만드는 것인가?

인간이 세포로 구성된 개체라는 것을 명확히 인식했다. 중등교과 과정에서 배운 세포 하나, 미토콘드리아 하나하나가 새롭게 다가왔다.

유기물의 바다에서 최초로 세포가 발생한 것은 무엇인가? 누군가의 의도대로 진행되는 것인가? 우주라는 시스템 속에 조건에 맞는 상황에서는 무조건 발생하는 현상일까? 이 우주에는 지구외에 생물이 존재하는 곳이 또 있을까?

초기 원핵세포들이 진핵세포가 되는 과정이나 미토콘드리아의 식민지가 되어버린 생물체계라는 인식도 새로웠다.

또한, 5억4천3백만년전 선캄브리아기의 생명의 대폭발 현상이 어떤 상황에서 초래되었을까? 상상의 나래를 편다.

환경자극과 내부자극이라는 내외의 환경변화에 대응하는 우리 몸의 작용이 의식을 만들었다는 것에는 고개가 끄덕여진다.

박테리아 등 원핵세포들의 무한 복제 시스템과 다르게 동식물은 함께 죽어버리는 세포들로 만들어졌다는 점에서 경이로움을 느낀다. 왜 사는가? 또는 내가 살아가는, 아니 인간이 살아가는 목적은 무엇인가? 등의 훌륭한 대안적 답안인 듯하다. 죽음의 시스템, 우리는 죽음으로서 삶의 가치를 보존하는 존재인지도 모른다.

세포로 구성되어 있는 기계적인 유기물.. 그 속에서 의식이 발현된 것이 놀랍다.

두번째 질문

생각의 출현은 자체가 의문투성이이다. 세포들의 진동과 하모니로 일어나는 생명의 율동이라는 표현은 전율을 일으킨다. 그것은 나만의 율동이 아니라 동조되는 이 세상의 율동일 것이므로..

'의식이란 진화적으로 내면화된 상상 속의 움직임'이라는 저자의 표현에 의식현상이 한문장으로 정리가 된다.

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책을 읽으며 조그마한 정리들을 해본다.

< 우주와 생명은 어떤관계가 있을까? >

리처드 파인만의 표현에 의하면, 우주에 존재하는 4가지 힘들 중 전 우주적 에너지를 펼치는 중력과 초신성 폭발 등으로 강력한 결합인 원자생성 최초의 힘, 원자력을 제외한 대부분의 물리현상은 1) 광자의 이동, 2) 전자의 이동 및 3) 전자가 광자를 흡수 또는 방출하는 것의 세가지로 설명할 수 있다고 한다. 우주의 구성입자인 페르미온을 잇는 접착제로서의 보존인 광자가 여기에서 일을 하고 있다. 우주의 힘이 그대로 생명현상에도 이어진다. 식물의 탄소동화작용은 막 단백질에 의해 일어나는 생화학반응으로 물 분자가 빛 에너지에 의해 올라가서 분해되는 것이다. 수소원자핵이 나오고 산소가 대기중으로 분출되는 것인데, 햇빛 즉 광자가 들어가 엽록체에 흡수되어 일으키는 것으로 파인만의 첫번째 설명인 광자가 이동하는 현상에 따른 것이다. 빛 에너지를 흡수해서 고에너지 상태가 된 전자가 막 단백질을 통해 에너지를 단계적으로 낮추면서 여러가지 생화학 반응을 일으킨다. 광자가 태양에서 지구표면 식물의 잎으로 이동하면, 빛을 흡수한 고에너지의 전자가 틸라코이드 막 여기에서 저기로 움직이는 것이다. 빛이 움직이고, 전자가 이동하며, 전자가 빛에너지를 흡수하는 것이다. 이것이 생명현상으로 연결된다. 생명에너지 생성의 출발점인 것이다. 광화학반응으로 이산화탄소와 유기물이 만들어지는 것, 이것이 우주와 생명의 연관성을 보여주는 하나의 적나라한 예이다.

우주와 생명은 따로 떨어져 있는 분리된 실체가 아니라 하나이다. 무아(無我), 세상은 오직 하나라는 일원론과도 맞닿아 있다.

< 뇌의 구조를 한번 보자 >

뇌를 한번 보자. 뇌의 구조는 목부근에서부터 이야기하면, 목을 따라 올라가면서 뇌의 중심하부에 척수, 연수, 교뇌, 중뇌가 있고, 교뇌 위쪽으로 해마가 있고, 이것들을 외측내실이 감싸고 있다. 그리고 대뇌기저핵의 일부인 꼬리핵과 창백핵이 붙는다. 그 다음으로 조가비핵이, 그다음으로 편도체가 붙는다. 편도체는 고삐핵과 송과체가 있는 시상하부와 연결되어 있다. 시상하부 아래 뇌하수체가 있고, 회색질의 대뇌 신피질이 대뇌반구의 표면 전체를 마지막으로 덮고 있다. 소뇌 위로는 상구와 하구가 있고, 좌뇌와 우뇌를 연결하는 약 2억 개의 신경섬유다발로 된 뇌량도 있다.

< 의식의 형성에 대해 >

생각에 대해서 한번 보자. 하나의 감각 입력이 뇌의 기억망을 자극하여 하나의 장면을 생성한다. 의식이 주의 집중의 대상을 바꾸어 갈 때마다 내면에서 장면들이 생성된다. 많은 기억의 덩어리들이 얽혀 있는 복합적인 고차 의식의 장면들이다. 이 때 한가지 생각에서 다른 생각으로 이동하면서 계속 다른 장면들이 이어지며, 의미 있는 맥락으로 연결되는 것이다. 다르게 보면, 뇌가하는 일은 기존에 기억체계에 쌓아 놓은 장면들과 학습된 감각들을 예측하고 주변에 잔뜩 뿌려놓고, 감각으로 들어오는 것으로 확인하는 것이다. 다르면, "아!" 하면서 놀라고 기억장소인 해마를 통해 의식이 발동한다. 그러면 새로운 기억들이 되는 것이다.

< 창의적인 사고, 어떻게 할까? >

창의적인 사고는 이러한 기존 지식체계, 기억에 쌓아 놓은 것들 속에서 다른 것들을 뽑아내고 놀라는 과정에서 나온다. 이를 위해 기억에 쌓는 행위, 즉 학습의 양을 늘려야 한다. 기존에 많은 선행 학습자들이 이루어 놓은 것들에 기반하여 한발더 나아가서 새로운 창조, 창의적인 사고를 만들어 갈 수 있다. 생각의 확장도 이와 비슷하다.

이를 위해 우리는 다르게 보기를 해야한다. 공자가 논어의 한 장면에서 흐르는 물을 보고 탄식하는 장면은 다르게 보기의 한 전형을 보여준다. 배병삼 교수는 공자가 어느 날, '내가 물을 본다'고 생각해왔던 자기중심적 시각을 깨고, 물은 항상 흐르면서 나를 보고있다는 것을 깨달았다고 해석을 했다. 이것은 사람 사이 뿐 아니라 온 만물과 관계맺고 있는 나에게로 확장되는 창조적인 생각의 한 장면이다.

다르게 보기를 하는 한 방법을 실행해보고자 한다. 질문을 던지는 것이다. 지금과는 다르게!

오늘도 한가지 내 삶의 깨달음을 쌓는다. 알게되면 실행하지 않을 수 없는 그러한 깨달음으로..

좋은 독서는 삶을 바꾼다.