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수학과학

두뇌모형과 의식 수준의 단계

by 독서공방 2024. 2. 16.
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두뇌의 작동원리를 설명하는 여러 가지 모형이 있습니다.

어떤 것들이 있는지 살펴볼게요.

최초의 두뇌모형은 호문쿨루스입니다.

호문쿨루스란 작은 난쟁이로 뇌 속에 살면서 인간을 조종한다는 뜻입니다.

호문쿨루스는 더 작은 호문쿨루스를 필요로 합니다.

그래서 무한루프에 빠지는 무의미한 모형이에요.

역학적 기계장치가 발명되자 인간을 기계장치로 보는 관점이 등장했어요.

두뇌를 바퀴와 기어로 돌아가는 장치로 보았죠.

레오나르도 다빈치를 비롯한 과학자와 발명가는 역학적 장치로 움직이는 인조인간을 설계하기도 했습니다.

1800년대에 증기기관이 만들어지면서 증기기관 두뇌모형이 제시되었어요.

이는 프로이트의 영향이 있다고 볼 수 있습니다.

인간의 내면에 에고, 이드, 슈퍼에고라는 세 가지 힘이 존재하면서 힘 싸움을 합니다.

서로 충돌하면서 과열되면 뇌 기능이 저하하거나 시스템 전체가 와해되어요.

하지만 자세한 분석이나 인과관계 규명이 어려워 폐기되었습니다.

20세기 초에는 전화가 보급되면서 두뇌를 네트워크로 보는 관점이 생겼습니다.

인간의 의식은 거대한 계기판에서 전화선을 연결하거나 차단하는 식의 교환원으로 보는 방식이에요.

하지만 생각이 하나로 종합되는 방식을 설명하기 어렵죠.

트랜지스터가 발명되고 컴퓨터가 등장하자 두뇌를 컴퓨터 작동 방식으로 보기 시작했습니다.

수백만 개의 트랜지스터가 존재하면서 전자가 흐름을 통제하고, 소프트웨어가 설치되어 있죠.

이는 지금도 통용되는 두뇌모형입니다.

하지만 현재 두뇌 방식에 적용하기 위해서는 뉴욕시와 같은 크기의 컴퓨터가 필요합니다.

우리는 엄청난 고성능의 슈퍼컴퓨터를 신체에 탑재하고 있어요.

가장 최근의 두뇌모형은 인터넷 모형입니다.

인터넷에는 수십억 개의 컴퓨터가 연결되어 있어요.

수십억 뉴런이 모여 인간의 생각과 행동을 결정하듯 인터넷으로 도출되는 정보화 사회와 비슷하다고 볼 수 있습니다.

이론물리학자 미치오 카쿠는 두뇌를 거대한 주식회사에 비유합니다.

두뇌 속에는 일련의 관료체계와 지휘계통이 존재하며, 방대한 정보들이 뇌 속에 끊임없이 흐르고 있습니다.

그리고 최종 결정은 CEO에 의해서 이루어지죠.

주식회사 모형에 대해서 좀더 자세히 알아볼게요.

 

주식회사 두뇌모형

CEO는 회사의 모든 정보를 알지 못합니다.

마치 우리는 의식의 일부만을 인지하고 대부분은 무의식으로 인지하지 못하는 것과 비슷합니다.

CEO는 회사의 운명을 좌우할 중요한 정보만을 파악하고 있습니다.

그리고 그에 맞는 결정을 내립니다.

우리가 호랑이를 만나면 현 상황에 대한 모든 정보를 분석하고 최선의 결정을 내리지 않습니다.

모든 정보는 순식간에 처리되며 두뇌는 뛰라고 명령을 내리죠.

이것은 감정의 역할이기도 합니다.

때때로 감정은 CEO의 명령을 받지 않기도 합니다.

감정은 특정한 상황에서 무조건적으로 발생합니다.

생각을 거치지 않고 바로 느낄 수 있기 때문에 매우 빠르죠.

위기 상황에서 신속히 대응할 수 있습니다.

하지만 그런 이유로 실수를 연발하기도 해요.

간단한 것들은 CEO까지 가지 않고, 하위 부서에서 바로 결정되죠.

CEO 밑에는 수많은 하위 부서들이 있습니다.

이들은 CEO의 관심을 받고자 노력합니다.

자신의 프로젝트를 성공시켜 성과금을 받고 승진을 해야겠죠.

우리의 마음 속에도 항상 여러 가지 생각이 존재합니다.

마치 다른 사람이 여럿이 있는 것과 같습니다.

우리는 우리 자신을 하나의 인격체로 느끼지만 실상을 그렇지 않습니다.

여럿인 인격체를 하나로 통합시켜 주는 것이 바로 두뇌의 CEO가 하는 역할이에요.

CEO는 중요 정보를 수합하고 조합하여 최종 결정을 합니다.

이것은 다른 동물이 하지 못하는 인간만의 특권이에요.

 

의식의 단계

의식을 신경과학적으로 정의 내린다면 의식이란 목적을 이루기 위해 다양한 변수로 이루어진 다중 피드백회로를 이용하여 이 세계의 모형을 만들어내는 과정입니다.

예를 들어 가장 낮은 단계의 의식은 0단계입니다.

개체의 움직임은 극히 제한되며, 단 몇 개의 변수로 이루어진 피드백회로를 가지고 있습니다.

자동온도조절기가 그러합니다.

온도라는 변수 하나로 금속이 움직여 스위치를 켜거나 끕니다.

하나의 변수이기 때문에 ‘0단계:1’로 표시할 수 있습니다.

이러한 표기법은 매우 편리합니다.

의식이라는 애매모호한 관념을 정확히 수치화하기 때문입니다.

박테리아나 식물은 0단계이지만 온도, 습도, 햇빛과 같은 여러 개의 피드백회로를 가지고 있어서 ‘0단계:10’이라고 표현할 수 있습니다.

스스로 움직일 수 있는 개체는 1단계입니다.

이들은 자신의 위치를 가늠할 수 있는 능력이 지니고 있습니다.

파충류가 이에 해당합니다.

후각, 촉각, 혈압 등 수많은 피드백회로를 제어하기 위해 중앙신경계가 발달하였으며, 두뇌는 약 100여 개의 회로를 처리할 수 있습니다.

예를 들어 파충류는 먹잇감의 색, 움직임, 형태, 그림자 등을 파악해야 합니다.

이러한 피드백회로가 모여 의식을 형성합니다.

2단계는 본인과 함께 같은 공간에 있는 다른 개체까지 고려하는 의식 수준입니다.

감정이 있는 개체입니다.

1단계에서 2단계로 넘어갈 때 피드백회로가 기하급수적으로 증가합니다.

집단을 형성하기 위한 모든 행동은 매우 복잡한 사고가 필요하기 때문입니다.

2단계는 두뇌의 대뇌변연계와 밀접하게 관련되어 있습니다.

이곳은 기억을 관장하는 해마와 감각정보를 처리하는 시상 등으로 이루어져 있어요.

2단계는 무리를 형성하는 개체 수와 의사소통을 나누는 방법의 수를 고려해서 더 세분화할 수 있습니다.

늑대 한 마리는 보통 10마리가 무리짓습니다.

그리고 15가지 감정과 몸짓으로 소통한다고 합니다.

그러면 곱을 해서 150이라는 수치가 나와요.

늑대는 ‘2단계:150’이라로 표현합니다.

인간은 3단계에 해당합니다.

인간은 일반 동물이 가지지 못한 다른 차원을 인식합니다.

그것은 미래입니다.

오직 인간만이 내일을 계획하고, 내년, 10년 후를 생각합니다.

미래를 시뮬레이션하고 최종 결정을 내리기 위해서는 CEO가 필요합니다.

그래서 인간은 추상적인 사고와 이성을 담당하는 전두엽이 크게 발달했습니다.

인간의 미래 예측 능력은 인과관계를 파악하는 능력과 관련 있습니다.

사건 A가 일어나면 사건 B가 일어난다.

그리고 B라는 사건이 일어나면 CD가 일어날 수 있다.

이렇게 인과관계를 만들어내는 능력은 매우 중요한데, 보통 사람은 100가지 정도의 개수를 헤아릴 수 있다고 합니다.

그래서 인간은 ‘3단계:100’으로 표시합니다.

 

인간은 모두 3단계에 해당합니다.

그 뒤에 붙는 숫자에 따라 개인차가 있을 것입니다.

100보다 더 높은 수치로 높을 수 있도록 노력을 해야겠죠.

이는 단순한 지식으로는 힘듭니다.

관련되어 있지 않은 것들을 연결하여 새로운 것을 만들어내는 창조성의 영역입니다.

여러분은 얼마나 창의적이신가요?

창의성은 쉽게 기를 수가 없다는 것이 참 안타깝습니다.

하지만 저는 우리가 새로운 시도를 하나씩 할 때마다 창의성이 향상된다고 보아요.

다양한 경험과 사람들을 만나는 것이 인생에 큰 도움이 될 것입니다.

여러분은 얼마나 창의적이신가요?

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