나는 생각한다. 고로 존재한다.

[10년 후 더 빛나는 책] 커넥톰 (승현준 지음)

인류의 난제 중 하나는, 인간의 뇌가 동작하는 원리를 밝혀내는 것이다. 인간의 뇌를 흉내 낸 컴퓨터는 연산 장치(CPU)와 메모리를 통하여 계산을 하고 기억을 저장한다. 인간의 뇌는 뉴런(neuron)과 시냅스(synapse)의 연결에 의존한다. 그리고, 인간의 뇌는 현재의 기술로는 따라잡지 못할 정도의 최소의 에너지를 사용하여 기억하고 연산을 하고 있다.

1,000억 개의 뉴런과 100조 개의 시냅스

뇌는 크기가 대략 10cm×10cm×10cm, 한 변의 길이가 10cm인 육면체로 볼 수 있으며, 10세제곱cm에 1억 개의 뉴런을 가지고 있어, 인간의 뇌는 대략 1,000억 개의 뉴런으로 구성된다. 그리고, 뉴런과 뉴런을 화학 물질의 전달에 의하여 연결해 주는 선이 시냅스이다. 시냅스의 가중치에 따라서 뇌는 특정 내용을 더 잘 기억하게 된다. 멋진 풍경을 보았거나 어렸을 적 놀랐던 기억이 잘 떠오는 이유이다. 이론적으로 인간의 뇌를 구성하는 1,000억 개의 뉴런은 주변의 뉴런과 연결하여 약 100조 개의 시냅스를 갖는다 한다.                                                                                                                                 

뇌의 확산 스펙트럼(source: 막스 플랑크 연구소)

커넥톰, 뇌의 지도

뉴런을 연결하는 지도, 뉴런은 노드에 해당하고 시냅스는 링크에 해당하여, 이러한 뇌의 지도를 커넥톰(Connectome)이라고 한다.   

인류는 1986년에 처음으로 생명체인 ‘예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)’의 커넥톰을 완성했다. 0.5mm에 불과한 예쁜 꼬마선충은 302개의 뉴런과 7,000개의 시냅스를 가지고 있다. 첫 커넥톰을 만드는 게 기여한 Sydney Brenner 박사는 2002년 해당 공로로 노벨상 생리 및 의학분야를 수상했다. 30년이 지난 후 연구 수준은 1억 개의 뉴런을 연결하는 수준의 연구까지 왔을 것이다. 뇌는 부위에 따라 신체의 각 부분을 관장하는 역할을 한다. 인류가 커넥톰을 완성하였을 즈음에는 뇌와 관련한 질환들, 치매, 자폐증, 정신분열증에서 진전이 있을 것이다.  

인간은 게놈과 커넥톰의 연결

나 자신은 결국 게놈과 커넥톰의  연결이다. 즉, 유전자와 경험이 나를 만드는 것이다. 게놈은 선천적인 것을 결정하여 변하지 않으나, 반면에 커넥톰은 경험에 의하여 그 연결이 변경되는 가소성을 갖는다. 가소성은 4R, 즉, Re-weight, Re-connect, Re-wire, Re-generation으로 일어나게 된다.   

어려운 커넥톰

책 ‘커넥톰’은 몇 번 읽으려다가 내용이 어려워 포기하였는 데, 다시 집어 들었다. 어려운 뇌과학을 로맨스 소설을 쓰듯이 쉽게 쓰려고 하였다. 여인이 식장 문에 들어올 때, 신체 감각기관과 뇌가 어떻게 반응하는지를 설명하고 첫 키스 뉴런과 재니퍼 애니스톤 뉴런을 도입하기도 하였지만, 뇌과학은 쉽게 접근을 허용하는 분야는 아니다.  

Je pense, donc je suis

데카르트의 말, “나는 생각한다. 고로 존재한다. (Je pense, donc je suis.)”와 같이 뇌는 지금 이 순간에도 생각을 계속하여 분비하고 있다. 최근의 ChatGPT 열풍을 보다라도 지금 AI의 발전은 지수적으로 상승하고 있다. 쉬운 결정은 AI가 처리하고, 어려운 결정은 인간이 할 거라는 예상이 있으나, 이 말은 조만간에 틀린 것으로 밝혀지게 될 것이다.

어려운 결정은 인간과 AI가 협업할 수 밖에 없는 시대가 다가오고 있다. 

by 웨이브리지, 글모음 https://brunch.co.kr/@waybridge/