[책] 천개의 뇌, 신피질의 모든것.

 

 

 

제프 호킨스, 신경과학자이자 컴퓨터 공학자이다. 현재, 신경과학 연구 기업 '누멘타'와 '레드우드신경과학연구소'의 창립자이다. 우리의 뇌와 지능의 관계와 더 나아가 AI가 어떠한 방식으로 만들어 져야하는지, 실존적 위험존재인가 아닌가에 대해서 말해준다.

 

제목부터 심상치가 않았다. "천개의 뇌? 뇌가 천개라는건가, 뇌 속에 천개의 뇌가 있다는건가"라는 유추만으로 책을 보기 시작했다. 가장 기본적인 상식?으로 시작해야겠다. 우리의 뇌는, 오래된 뇌와 새로운 뇌(신피질)로 구성되어 있다. 우리 몸에서 뇌는 1.4~1.5kg 정도로 몸에 비하면 작지만, 칼로리 소모량은 우리가 먹는 양의 20~30%가 소모된다. 아침, 점심, 저녁 등 우리가 먹을때마다 20~30%는 뇌에서 열량을 소모된다고 보면 된다. 뇌의 구성은 지방으로 70%되어 있다. 그러니, 건강한 지방을 섭취 안하면, 뇌에 해로운것은 당연지사. 뇌와 건강에 관련된 책은 다음에 소게하겠다. 이 책은 건강을 다루지는 않는다.

 

그렇다면, 새로운 뇌, 신피질은 도대체 무엇으로 구성되어 있을까? 신피질은, 피질기둥과 소기둥으로 구성되어 있다. 우리에 뇌에는 약 15만개의 피질기둥이 있고, 그 기둥안에 소기둥이 수백개가 존재한다고 생각하면 된다. 이 안에는 세포핵, 수상, 가지돌기로 대략적인 큰 그림을 잡으면 될 것 같다.

 

우리의 지능은 신피질과 관계가 있기 때문에, 지능과 뇌, 즉 신피질을 이해하지 못 하고는, 지능을 이해할 수가 없다. 각각 신피질의 피질 기둥은 감각-운동 체계라는 사실이다. 입력을 받으면, 어떠한 행동을 하는데, 이것을 '예측'이라고 한다. 우리가 정보를 받아 들이면, 신피질의 피질 기둥에 저장하게 된다. 시각, 청각, 후각, 촉감 등 우리의 뇌는 각각 저장하는 공간으로 분류된다. 한 가지 지식을 받아 들이면, 수천개의 피질기둥에 저장이 된다. 그 기둥안에서도 서로의 저장하는 부분이 조금씩 다르다. 한 마디로, 어느 한 피질 기둥이 제대로 역할을 못하면, 다른 피질기둥이 그 기능을 해주는 것으로 보인다. 나는 이것을 '뇌 가소성'이라 생각된다. 물론 이 책에서 말하지는 않았지만, 정확한 개념이 일치하는 것으로 보인다. 사람으로 의인화 해보면, 회사에서 같은 업무를 하는 사람을 여려멍 뽑아서, 한명이 말 없이 퇴사해도 상관없이 회사가 굴러가도록 하는데, 비슷한 개념이라 보면 된다. 이런 식으로, A<->B랑 B<->C랑 조금씩 업무를 연결해 놓는 것이다. 이런식으로 피질 기둥은 어떠한 입력을 받으면, 이와 같이 분산해서 저장해 놓는다.

 

우리의 시각은 과연 어떠한 식으로 작동 하는것일까? 우리가 사물을 봤을때, 대상이 무엇인지 인식하고, 나와 물리적인 관계 거리를 확인한다. 우리는 전혀 의식하지 않았지만, 뇌는 이런식으로 작동한다. 뇌 안에 세계 모형이 있고, 이 세계 모형에 대상을 저장하고, 이 대상의 위치가 나와 어느 정도 거리인지 저장된다. 이것을 피질 기둥안에 있는, 격자세포와 장소세포라고 생각하면 된다. 쉽게 말하면, 퍼즐이다. 우리는 커피컵을 본다. 커피컵이라는 대상을 확인하고, 커피컵의 위치를 확인한다. 커피컵을 격자세포에, 위치는 장소세포에 저장한다.하지만, 장소 세포만으로 아무런 역할을 하지 못한다. 그저 지도 일뿐이다. 즉, 시계 지도라는 퍼즐의 기준틀을 활용해 뇌에 저장한다.

 

그렇다면, 시각이 아니라, 한 번에 많은 감각들이 들어오게 되면 어떤 방식이 일어날까? 만약, 내가 무엇을 찾는다고 하면, 각각의 피질기둥에서 이 정보를 찾아 내기 위해서 활동을 하고, 가장 빨리 알아낸 피질 기둥이 작동하면, 다른 피질 기둥은 멈추게 된다. 한 마디로, 뇌에서 민주주의가 일어난다. 뇌 안에 많은 피질 기둥들에서 정보를 가장 빨리 찾아내는 피질 기둥에게 권리 행사를 하게 해준다.

 

여기까지 보면은, 신피질의 기능은, 예측을 하는 것 이라 볼 수도 있겠다.우리의 신피질은, 우리가 볼 수 없는 것도, 언어나 문자를 통해서 학습 할 수 있다. 언어를 학습할때, 베르니케와 브로카 영역이 대부분 활성화 되고, 언어의 중첩과 재귀를 통해서 언어를 배워 나간다고 볼 수 있다. 수학, 정치, 언어 등 모든 것들은 신피질의 세계 모형 기준틀에 저장되고, 스냅스 하이퍼링크를 통해 정보를 교환하고, 새로운 기준틀을 만드는 것으로 보인다.

 

2부에서는 AI 기계 지능과 인간의 뇌와 연관 지어서, 앞으로 어떤식으로 발전이 될지, 미래에는 AI라는게 실존적 위험이 되는지 논의한다.

 

우선, 우리는 신피질만 존재한다면, 과연 어떻게 될까?라는 물음에 생각해봐야 된다. 현재, AI는 우리의 신피질만 존재 한다고 봐도 된다. 물론, 아직 그 경지까지 도달하려면 멀었지만. 우리의 오래된 뇌는, 식욕, 수면욕, 사랑 등 갖가지 욕구를 해결해야 한다. 그러한 욕구를 가장 현명하게, 빨리 해결하기 위해서 신피질은 미션을 수행한다. 사바나 초원에서 사자가 있으니, 최대한 눈에 안띄게 조용한 놈을 사냥해야 겠다. 등등.

 

현재의 AI수준은, 그저 바둑과 같은, 일정한 룰이 있는 곳에서만 반복 작업을 통해서만 나름의 학습을 한다. 그 이상의 기계로는 사용하기가 어렵다. 그것이 현재 AI의 한계이다. 이러한 기계가 아닌, AGI(Artificial General Intelligence) 일반 범용 AI로, 한 군데 쓸모 있는 것이 아닌, 한 기계로 여러가지로 쓸 수 있을때, 그때서야 컴퓨팅처럼 보편적으로 보급 될 것이라 예상된다. AGI로 가기 위해서는, 현재 가장 복잡한 지능을 가진 뇌를 먼저 분석하고, 신피질이 작용하는 방식으로 설계하는 것이 가장 이상적인 인공지능이 될 것이다.

 

그 뒤에 내용으로, 기계의 의식과 AI의 실존적 위험이 되는지는 간단히 말 만하고 넘어가겠다. 기계는 의식을 가질 수도 있다. 하지만, 기계는 우리의 오래된 뇌 처럼 감정이 없어서, 두려움과 무서움 등 아무런 감정도 느끼지 못 한다. 그리고 우리가 형광등을 껐다 키는 것처럼, 우리는 아무런 죄의식 없이 그저 껐다 킬것이다. AI는 실존적 위험까지 오려면 아직은 한참 멀었고, 공상과학 소재로만 사용될 것 같다. 물론, 미래의 어마 어마한 지능을 가진 ? 것이, 악당손에 들어가면은 우리에게 조금 해가 될 수도 있다고 경고하지만, 사실 그럴 가능성도 없다. 우리가 어떤 기계를 만들때 정확한 목표와 각종 시나리오를 바탕으로 설계를 하기 때문이다.

 

3부 에서는, 틀린 신념이 어떻게 우리를 파멸로 몰고 갈 수 있는지 말해준다.

 

우리의 새로운 뇌, 신피질보다, 우리는 오래된 뇌에 의해서 파멸될 가능성도 있다. 언어와 문자가 발달함에 따라서 우리는, 눈으로 확인 하지 못하는 것도 문자를 통해서 믿을 수 있고, 생각할 수도 있다. 그렇게, "사후 세계를 믿거나", "기후 변화는 위험이 아니다", "백신이 자폐증을 낳는다" 등등 이와 같은 잘못되고, 틀린 신념을 갖고 있는 사람들이 늘어날 수 있다. 그리고 반대 증거는 무시하고, 이 잘못된 신념과 생각을 남들에게 바이러스처럼 퍼트린다.

 

이 책에서, 제프 호킨스가 어렸을때 경험한 얘기를 해준다. 어렸을때, 친구들과 각자 갖고 있는 종교의 차이점에 대해서 얘기를 하고 있었다. 제프 호킨스는 무교 였는데, "왜 너는 종교가 없는지"에 대해서 공격을 했다고 했다. 호킨스가 여기서 충격적으로 느낀 것은, 자신을 공격해서가 아니라, 모두들 다른 신념을 갖고 있다는 것에 놀랐다고 한다.

 

한 마디로.....소름 끼치지만, 우리는 같은 지구라는 공간에서 살고 있지만, 우리의 뇌가 생각하는 세계 모형이 너무도 달라서, 현재 다른 세계에 살고 있는 것이다... 놀랍지 않은가....왜냐하면 신피질은 그런식으로 작동하니깐.. 기존에 지식에, 다른 지식을 결합해서, 새로운 세계 모형을 만들어 간다... 과연 세상에 진실이란 무엇일까? 우리는 같은 사물이나, 다른 현상을 보고서 다 제각기 생각한다. 생각의 한 끗 차이가.. 복리로 쌓이다 보면, 그 격차는 더욱 커질 것이다.

 

이 외에도, 컴퓨터와 뇌를 업로드하는 방법, 화성으로 이주하는 법, 등등 생각을 확장하게 해주는 주제가 많으므로 평소 뇌와 AI의 미래에 대해서 궁금했던 사람들에게, 조금의 힌트가 되지 않을까 싶다.

 

결국, 자기가 아는 만큼 세상을 이해할 수 있다.

 

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