“뇌는어떻게이모든세계를만들었는가”
최신뇌과학연구와이론으로파헤친인류역사와문화,문명의근원!
신경과학과뇌-기계인터페이스연구의세계적석학
미겔니코렐리스의뇌와세계에관한혁신적이론
★★★“다채롭고,손에땀을쥐게하며,깊이있다.”
_아시프A.가잔파르(프린스턴대학교신경과학/진화생물학교수)
★★★“현재의사고를확장하고초월한다.”
_론프로스티그(캘리포니아대학교어바인캠퍼스신경생물학교수)
★★★“우리가현실로여기는것을깊이생각하게한다.”
_존H.카스(밴더빌트대학교심리학교수)
인간의뇌는언제어떻게출현해우주에서경쟁자없는유기컴퓨터로진화했는가?그리고뇌는어떤식으로작동해인간우주를창조했는가?뇌를이해하는새로운관점,상대론적뇌이론이란무엇인가?인공지능은인간의뇌를대체할수있는가?뇌-기계인터페이스연구와신경과학분야의권위있는석학이자미국듀크대학교신경생물학교수인미겔니코렐리스의신작《뇌와세계》가출간되었다.날카로운통찰과논리로인류의미래를뒤바꿀뇌과학의전망을다룬전작《뇌의미래》이후9년만의신작으로,이책에서는30년에걸친니코렐리스교수의기초및임상뇌연구를토대로최신뇌과학부터수학,역사,예술,양자역학을넘나들며우리를둘러싼거대한세계와뇌의빅히스토리를추적한다.
미겔니코렐리스는‘세계의사상가100인’(〈포린폴리시〉),‘세계를이끌어갈과학자50인’(의공학부문,〈사이언티픽아메리칸〉)에이름을올리고,탁월한연구업적을낸과학리더에게수여하는미국립보건원파이어니어상을수상한,신경과학분야의세계적으로주목받는석학이다.특히그의뇌-기계인터페이스연구는MIT가발표한‘세상을바꿀10대신기술’에선정되었고,컴퓨터과학,로봇공학등여러분야연구에영향을끼치고있다.이책에는네안데르탈인의동굴벽화부터21세기로봇공학까지,‘인간우주’를구축해온뇌의독특한중심적위치에관한니코렐리스교수의대담한통찰이담겨있다.〈뇌의미래〉에서잠시다루기도했던상대론적뇌이론을더구체적으로전개하면서,인간우주의신경생물학적기원을깊이천착한다.
이책은인간의뇌를탐구하는경이로운지적모험이자그고유함을기념하는과학적선언문이기도하다.뇌의출현부터진화과정,그리고유발하라리의《사피엔스》를연상시키는,인류문명의근원에관한대서사를뇌과학적관점에서밀도있게담아냈다.나아가인공지능기술이뇌에가하는위협에대한경고의메시지를전하기도한다.
만물의진정한창조자,
뇌의출현과진화과정
“우리의장대하고비극적인역사의작곡가이자유일한건축가가등장했다.그는자연의가장심오한미스터리를파헤치는통찰력넘치는조사자이고,인류기원의잡힐듯잡히지않는진리를쉬지않고찾아나서는탐구자이며,환상술의대가이자,정통에서벗어난신비주의자이고,수많은재능을가진예술가이다.그리고모든호미니드가머릿속에품었던모든사랑의몸짓과꿈,그리고환각속에영락없는신경생물학적음운을불어넣은서정시인이다.”(20-21쪽)
860억개의뉴런깊숙한곳으로부터수백만년에걸쳐여러차례의진화를거듭하며인간의정신이등장했다.수백억개의뉴런이전기생물학적스파크를전도시키면서전자기상호작용이발생했고이전자기파는뉴런을하나의뉴런시공간연속체로결합해인간의이족보행,도구제작,자기성찰,정교한사회관계등놀라운성취를이루어냈다.
그렇다면뇌는어떻게진화하여현재의정교한유기컴퓨터같은구성을갖추게되었을까?저자는약250만년전시작된대뇌화과정,즉뇌크기의증가와사회집단크기의확대를주요요인으로삼는다.이를뒷받침하는근거로,사회집단이살아남으려면각개체가뇌에서창조된막대한사회적정보를다루기위해뇌크기를발달시켜야만했다는‘마키아벨리식지능이론’과영장류사회집단을통해사회적복합성을실험한인류학자로빈던바의연구를제시한다.그외에도인간의뇌가진화하는데문화가중추적인역할을했을것이라는진화생물학자조지프헨리크의‘문화-유전자공진화이론’을비롯해신경과학자존올먼의‘회백질-백질관계입증연구’,엔도캐스트(endocast)를이용한뇌형태의변화추적등여러분야학자들의방대한연구를소개하며뇌의진화과정과호모사피엔스의문명화에대한서사를흡인력있게이끌어간다.
뇌를이해하는새로운관점,
상대론적뇌이론과뇌중심우주론
만약우리가영화〈스타트렉〉의외계인스팍같은또다른생명체와소통할수있다는흥미로운상상을해본다면어떨까?스팍이사용하는언어는물론이고,우주를설명하는관점과이론,개념이우리인류와다르리란것을쉽게예측할수있다.이는미겔니코렐리스의대표적개념적모델인‘상대론적뇌이론’을단적으로보여주는예다.이책의배경이론이라할수있는그의‘상대론적뇌이론’을이해하는데도움이되는핵심적아이디어는다음문장에담겨있다.“산다는것은결국에너지를소산시켜유기물질에정보를새기는과정이다.”(62쪽)입력되는정보를우리의뇌가물리적으로새기는과정은마치나무에나이테가새겨지는것처럼,신경회로의물리적구성과기능적속성을변화시킨다.이런과정은‘학습’과지속적인기억저장으로이어지고,결국인간의뇌는에너지소산과정을통해‘지식’이라는엄청난산물을얻게된다는것이다.
상대론적뇌이론이란바로중추신경계로들어오는수많은잠재적정보들을새기는과정에서,인간의뇌는자체적으로비교하고재생산하며‘뇌의자체적관점’을확립하게되고이관점에의지해작동한다는것이다.즉,자연현상에서절대적인준거틀은존재하지않고우리의뇌안에서상대적으로형성된정신적추상이나기억및학습과정을통해인간의문명을비롯한이세계가구축되었다는것이다.동굴벽에그림을새기는일부터우주선을만드는데필요한매우복잡한인과관계의지도를작성하는일에이르기까지,정신적추상형태로인류누군가의머릿속에서시작된것들이긴역사와진화를거듭해오며문화,신화,물리학,예술,종교등인류가구축해온것들의총체인‘인간우주’를형성했다.니코렐리스는이를기반으로인간의뇌를모든것의창조자위치에둔‘뇌중심우주론’가설을완성한다.
생물학적솔레노이드와
뇌에서전자기장의역할
그렇다면수많은정보를처리하고상호작용하여정교하게동기화하는이놀라운생리학적메커니즘은뇌안에서어떻게일어나는것일까?니코렐리스는뇌의백질루프이자뇌의여러부위를통합시키는‘생물학적솔레노이드’에서그답을찾는다.솔레노이드(전류가통과할때전자석으로작동하는루프)가만들어내는자기장이뇌전체의작동을동기화하는역할을하며,동기화된뇌,즉브레인넷Brainet을통해인간이라는가장창조적이고번창한사회집단을탄생시켰다는것이다.
이책에는상대론적뇌이론같은큰아이디어외에도연구자로서저자가제안하는독특하고흥미로운가설이여럿등장하는데,이솔레노이드개념과더불어뇌에서자기장이맡는역할에관한설명이그렇다.뇌는뉴런에서나오는신경섬유다발이이루는회로라고볼수있는데,그는신경섬유다발의역할이전류를전달하는데그친다는기존학계의가정에서시야를넓혀신경섬유다발이만들어내는전자기장의역할에주목한다.인간의뇌가고등한인지적능력을발현하는이유는바로모든새겉질을하나의유기컴퓨터로통합하는데필요한접착제역할을하는뉴런전자기장때문이라는것이다.이로인해겉질이나세포,분자같은뇌안의서로다른영역들이하나의신경생리학적실체로모인뉴런시공간연속체가탄생해정교한생리학적메커니즘을형성했다는것이그의가설이다.
상대론적뇌이론부터여기서비롯된여러가설들까지,때로이해하기쉽지않은대목들이있으나도식화한이미지와공들인그림들이삽입되어독자의이해를돕는다.또한물리학자카를로로벨리나리스몰린,신화학자조지프캠벨등세계적학자의흥미로운이론을소개하기도하고,그의연구실의한국인연구자들의업적,저자의한국방문에피소드를들려주기도하면서읽는재미를높여준다.
디지털중독의공격,
인공지능과뇌의미래
인공지능이최고의실력을지닌인간바둑기사를이기는세상이도래했다.그렇다면터미네이터나영화〈2001스페이스오디세이〉에등장하는인공지능할HAL처럼인공지능은과연인간뇌의기능을대체할수있을까?인간뇌의정교한메커니즘이디지털컴퓨터에의해시뮬레이션될수있을까?이러한질문에미겔니코렐리스는현시대를지배하고있는시장교(ChurchofMarket)와기계숭배를비판하며경고의메시지를전한다.
“우리가잠을자는몇시간말고는깨어있는시간내내디지털기술에이렇게푹빠져살다보면우리뇌의기본적인작동방식과독특한작동영역이빠르게질적으로침식당할것이라결론내리고있다.더많은사람이한낱디지털좀비에불과한존재로변한세상말이다.그럼초기호모사피엔스부족의유전자와문화적전통을이어가는자랑스러운후손이라는자긍심,초라한영장류에서기원하였으나빙하기에서기근,역병에이르기까지생명을위협하는온갖도전을이겨내고번창하여백질과회백질의젤리비슷한덩어리,그리고1피코테슬라의자기력으로부터인간만의우주를창조해낸자랑스러운존재라는자긍심은사라지고없을것이다.”(494-495쪽)
그러나오랜기간에걸쳐인간은,그리고인간의뇌는수많은학설과예술,과학을창조하며문어(文語)나인쇄기술,새로운미디어기술을통해공간적으로떨어져있는사람과서로다른시간대에살았던사람에게까지확장하여인간브레인넷을형성하며,여러아이디어와세계관을공유하고구축해왔다.인간의원초적인사회적행동과우리의무의식속깊이자리잡고있는집단적인협력으로인해대규모인간브레인넷이형성될수있었다는것이다.니코렐리스는이와같이에너지를소산하여지식을축적하고,고도로응집된브레인넷을형성하는뇌의고유하고정교한메커니즘은그어떤기계로도대체할수없다고단언하며,뇌의빅히스토리를파헤치는이경이로운대장정을끝맺는다.
