비즈니스 기회
통일된 의식이론 연구
의식의 기원은 수세기 동안 철학자들과 과학자들의 마음을 괴롭혀 왔습니다. 지난 10년 동안 신경과학자들은 뇌의 신경적 토대, 즉 뇌가 복잡한 연결을 통해 뉴런 사이의 전기 신호를 의식으로 변환하는 방법을 연구하기 시작했습니다.
그러나 이 분야는 파편화되어 있다고 국제 신경과학자 팀이 최근 뉴런(Neuron)에 발표한 새로운 논문에서 밝혔습니다. 의식에 대한 많은 이론은 뇌에서 의식이 어디서 어떻게 나타나는지에 대한 서로 다른 아이디어로 서로 모순됩니다.
일부 이론은 전 세계 임상 테스트 센터에서 다양한 작업을 수행하는 지원자의 뇌를 이미징하여 mano-a-mano 테스트에서 이를 입증하고 있습니다.
그러나 의식의 신경학적 기초를 여는 것이 반드시 대립적일 필요는 없습니다. 오히려, 이론은 통합될 수 있다고 저자들은 썼는데, 그들은 뇌를 지도화하고 이해하기 위한 유럽의 대규모 노력인 ‘인간 뇌 프로젝트(Human Brain Project)’의 일부였으며 의식과 관련된 뇌 신호를 해독하는 것을 전문으로 했습니다.
모든 저자가 우리가 외부 세계를 인식하고 "자아"의 내부 세계를 구성할 수 있도록 하는 특정 뇌 메커니즘에 동의하는 것은 아닙니다. 그러나 그들은 협력을 통해 서로 다른 이론이 반드시 상호 양립할 수 없는 것은 아니라는 것을 보여주었고, 실제로 그것들은 일반적인 의식의 틀로 통합될 수 있으며 뇌의 가장 큰 미스터리 중 하나를 푸는 데 도움이 되는 새로운 아이디어에 영감을 줄 수도 있음을 보여주었습니다.
만약 성공한다면, 합동 임무는 우리의 작은 지식틀을 넘어 확장될 수 있습니다. 초기 인간의 발달을 거의 모방한 “뇌 오가노이드” 또는 "미니 뇌"는 점점 더 정교해지고 있으며, 자기 인식 개발 가능성에 대한 윤리적 우려를 불러일으키고 있습니다. 한편, AI에 대해서도 비슷한 질문이 제기되었습니다. 인간의 마음에 기초한 의식에 대한 일반적인 이론은 잠재적으로 이러한 인공적 구조를 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다.
번역에서 길을 잃다
의식이 있습니다. 당신도 마찬가지다. 우리는 보고, 냄새 맡고, 듣고, 느낍니다. 우리에게는 우리가 경험하고 있는 것을 알려주는 내면의 세계가 있다. 그러나 혼수상태에 빠진 사람이나 갇혀 있는 사람에게는 경계가 모호해져서 주변을 인식할 수는 있지만 물리적으로 반응할 수는 없습니다. 우리는 매일 밤 잠을 자거나 마취 중에 의식을 잃습니다. 하지만 어쨌든 우리는 의식을 되찾습니다. 어떻게?
오늘날 신경 과학자들은 뇌에 대한 광범위한 영상을 통해 의식이 뇌의 배선과 활동에서 나온다는 데 동의합니다. 그러나 뇌의 전기 신호가 어떻게 우리 삶의 풍부하고 친밀한 경험을 만들어내는지에 대해서는 여러 이론이 논쟁을 벌이고 있습니다.
저자들은 문제의 일부는 "의식"에 대한 명확한 정의가 없다는 것이라고 썼습니다. 이 논문에서 그들은 이 용어를 두 가지 경험으로 구분했습니. 하나는 외적인 경험, 다른 하나는 내면적인 경험입니다. 경이로운 의식이라고 불리는 외적 경험은 우리가 경험하고 있는 것, 예를 들어 개기일식이나 오로라를 보는 것을 즉시 깨닫는 것입니다.
내면의 경험은 기대치와 기억의 유형을 형성하는 데 도움이 된다는 점에서 "직감"과 비슷하며, 이를 활용하면 행동을 계획할 수 있습니다.
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그들은 "두 가지 경험"이라는 틀을 사용하여 다섯 가지 저명한 의식 이론을 조사했습니다.
첫 번째, 전지구적 뉴런 작업 공간 이론(global neuronal workspace theory)은 뇌를 일종의 도시로 묘사합니다. 각 국소 뇌 영역 "허브"는 "글로벌 작업 공간"과 동적으로 상호 작용하며, 이 작업 공간은 추가 처리를 위해 정보를 통합하고 다른 허브로 브로드캐스트하여 정보가 의식 수준에 도달할 수 있도록 합니다. 다시 말해, 우리는 시각, 청각, 촉각, 미각과 같은 모든 감각 정보가 일시적인 신경 스케치북에 짜여져 있을 때만 무언가를 인식합니다. 이 이론에 따르면, 의식의 자리는 뇌의 전두엽에 있습니다.
두 번째, 통합 정보 이론은 보다 세계주의적인 관점을 취합니다. 의식은 뇌 네트워크의 일련의 원인-결과 반응에서 비롯된다는 생각입니다. 올바른 신경 구조, 연결 및 네트워크 복잡성을 통해 의식은 자연스럽게 나타납니다. 이 이론은 뇌의 뒤쪽이 의식을 촉발시킨다고 제안합니다.
그리고 수지상 통합 이론이 있는데, 이전 아이디어와 달리 이 이론은 뇌의 앞뒤를 흔들고 대신 뇌의 가장 바깥 부분이자 추론 및 계획과 같은 고등 인지 기능의 허브인 피질의 단일 뉴런을 확대했습니다.
피질은 뇌의 다른 부분, 예를 들어 기억과 감정을 암호화하는 부분과 광범위하게 연결되어 있습니다. 피질 안쪽 깊숙한 곳에 있는 뉴런의 한 종류가 특히 두드러집니다. 물리적으로 이 뉴런은 광범위한 "뿌리"와 "가지"를 가진 나무와 비슷합니다. 뿌리는 뇌의 다른 부분과 연결되고, 위쪽 가지는 뉴런의 연산 오류를 계산하는 데 도움이 됩니다. 차례로, 이러한 상위 분기는 여러 라운드의 학습을 통해 실수를 수정하는 오류 신호를 생성합니다.
두 구획은 물리적으로 연결되어 있지만 하나의 뉴런을 여러 대의 컴퓨터로 바꾸는 등 각자의 일을 합니다. 핵심은 다음과 같습니다: 각 뉴런의 상부 및 하부 신경 "사무실" 사이에는 이론적인 "게이트"가 있습니다. 의식이 있는 동안에는 문이 열리고, 피질과 다른 뇌 영역 사이에 정보가 흐를 수 있게 됩니다. 꿈이 없는 잠과 다른 무의식 상태에서는 문이 닫힙니다.
전등 스위치처럼, 이 이론은 의식이 개별적인 뉴런 게이트를 대규모로 켜거나 끄는 것으로 유지된다는 것을 시사합니다.
마지막 두 이론은 뇌의 반복적인 처리, 즉 이전 경험으로부터 학습하는 것이 의식에 필수적이라고 제안합니다. 세상을 '경험'하는 대신, 뇌는 우리가 인식하는 것을 통제하기 위해 '지금 여기'를 끊임없이 예측하는 내부 시뮬레이션을 구축합니다.
통일된 이론?
모든 이론은 그들의 주장을 뒷받침하기 위해 광범위한 실험 데이터를 가지고 있습니다. 그래서, 누구의 말이 맞을까요? 저자들에게 핵심은 의식을 단일한 개념이 아니라 일종의 "사다리"로 간주하는 것입니다. 뇌는 세포, 국소 네트워크, 뇌 영역, 그리고 마지막으로 뇌 전체와 같은 여러 수준에서 기능합니다.
의식 이론을 검토할 때, 서로 다른 수준들을 구분하는 것도 의미가 있습니다. 예를 들어, 뉴런과 뉴런의 연결을 고려하는 수지상 통합 이론은 단세포 수준과 단세포가 의식에 기여하는 방식에 관한 것입니다. 그것은 이론을 "중립적"으로 만드는데, 이는 더 큰 규모의 아이디어, 즉 주로 신경망 연결이나 더 큰 뇌 영역에 의존하는 아이디어에 쉽게 들어갈 수 있다는 점에서 그렇습니다.
의식에 대한 다양한 생각들을 조화시키는 것이 어려워 보이지만, 두 가지 원칙이 그것들을 하나로 묶는다고 연구팀은 썼습니다.
하나는 의식이 국소 신경 회로와 뇌 전체에 걸쳐 피드백을 필요로 한다는 것입니다.
다른 하나는 모든 피드백 신호가 출력을 변경할 수 있도록 신경 회로에 쉽게 다시 통합되어야 한다는 점에서 통합입니다.
마지막으로, 모든 저자는 지역적이고 짧은 연결이 중요하지만 충분하지 않다는 데 동의합니다. 의식을 위해서는 피질에서 더 깊은 뇌 영역으로의 장거리 연결이 필요합니다.
그렇다면, 의식에 대한 통합적 이론은 가능할까? 저자는 낙관적입니다. 의식의 여러 측면(즉각적인 반응 대 내적 생각)을 정의하면 다양한 실험의 결과를 탐색하고 비교하는 방법이 더 명확해질 것입니다. 현재 전지구적 뉴런 작업 공간 이론은 주로 의식으로 이어지는 "내적 경험"에 초점을 맞추는 반면, 다른 이론은 우리가 즉시 경험하는 "외적 경험"을 다루려고 합니다.
이론들이 합쳐지려면, 후자의 그룹들은 즉각적인 반응의 특징인 주의력과 계획에 의식이 어떻게 사용되는지를 설명해야 할 것입니다. 그러나 근본적으로 저자들은 그것들이 모두 가까운 곳과 먼 곳의 신경 연결의 다른 측면에 기반하고 있다고 썼습니다. 더 많은 경험적 실험과 점점 더 정교한 뇌 지도책이 온라인에 등장함에 따라 이 분야는 앞으로 나아갈 것입니다.
저자들은 "의식에 대한 통합 이론은 향후 몇 년 또는 수십 년 내에 도달할 수 있을 것입니다."라고 예상합니다.
이상의 기사는 2024년 5월 20일 SingularityHub에 게재된 “Scientists Are Working Towards a Unified Theory of Consciousness”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : https://singularityhub.com/2024/05/20/scientists-are-working-towards-a-unified-theory-of-consciousness/