의식 세계 대해 궁금한데요. 뇌에서 의식이 어떻게 생기는가?
인간 뇌의 약 860억 개 뉴런과 시냅스 연결이 어떻게 복잡한 생각, 감정, 자아 의식을 만들어내는 걸까? 데이비드 차머스가 제기한 '하드 프로블럼'으로 불리는 이 미스터리가 양자역학이나 신경과학으로 풀릴 수 있을까요?
안녕하세요.
인간의 의식이 어떻게 뇌에서 발생하는가 하는 문제는 현대 과학이 아직 완전한 해답을 찾지 못한 사항인데요, 인간의 뇌에는 약 860억 개의 뉴런과 수백조 개의 시냅스가 존재하며, 이들이 만들어내는 복잡한 네트워크 활동이 사고와 감정, 자아 인식 같은 고차원적 경험을 가능하게 합니다. 신경과학은 이러한 의식이 특정한 뇌 부위 하나에서 생기는 것이 아니라, 전전두엽과 두정엽, 시상, 기본적인 내적 사고를 담당하는 기본모드네트워크(DMN) 같은 여러 영역이 동시에 높은 통합성을 가지며 정보를 교류할 때 형성되는 것으로 이해합니다. 특히 다양한 감각 정보와 기억, 주의 집중이 뇌 전체에 공유되는 순간에 비로소 어떤 경험이 의식적으로 떠오른다고 설명합니다.
대표적인 의식 이론으로는 통합 정보 이론과 글로벌 작업 공간 이론이 있는데요, 통합 정보 이론은 의식이 뇌 네트워크가 만들어내는 통합된 정보량, 즉 정보 구조의 복잡성과 연결성 그 자체라고 설명합니다. 반면 글로벌 작업 공간 이론은 특정 정보가 뇌 전체에 전역적으로 방송될 때 의식이 발생한다고 보며, 실제 뇌 영상 연구에서 관찰되는 의식적 인지의 특징과 잘 맞아떨어집니다. 그러나 이러한 이론들이 의식의 작동 원리를 설명할 수는 있어도, 왜 물리적 신경 활동이 주관적인 느낌과 경험을 만들어내는지에 대해서까지는 완전히 해명하지 못합니다.
일부 연구자들은 의식의 근원을 양자역학적 현상에서 찾으려 하기도 했습니다. 예컨대 펜로즈와 해머오프가 주장한 Orch-OR 이론은 미세소관 내부에서 양자 중첩이 유지되고 그 붕괴 과정이 의식을 만들어낸다고 설명하지만, 생체 환경에서 안정적인 양자 중첩이 유지되기 어렵다는 점 등으로 인해 아직 과학적 지지는 충분하지 않습니다. 이외에도 양자 얽힘이나 양자 정보 처리가 의식과 연결된다는 가설들이 있으나, 현재까지는 실험적 근거가 부족하여 주류 과학에서는 신중하게 다뤄지고 있습니다.
즉 의식에 대한 해답은 신경과학, 인지과학, 정보 이론, 그리고 미래의 새로운 물리학이 결합되어야만 밝혀질 가능성이 큽니다. 의식이 순수한 계산의 부산물인지, 더 근본적인 자연의 속성인지, 또는 아직 발견되지 않은 물리적 법칙이 필요할지에 대해서는 다양한 가능성이 열려 있습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
의식은 대뇌피질, 시상, 전전두엽 네트워크가 동기화 될 때 나타나는 고차정보 통합 현상이고, 시각감정과 기억신호가 진동으로 동시 활성화될때 주관적인 경험이 생긴다는것이 신경과학계에서의 주류 설명입니다.
차머스의 하드프라블럼은 여전히 미해결중이고, 양자 의식 가설도 실험적 근거가 부족해서 현재로써는 신경회로의 계산,예측 모델이 가장 검증 가능한 접근으로 받아들여지고 있습니다.
감사합니다.
의식의 기원은 현대 과학과 철학에서 여전히 규명되지 않은 난제로 남아 있어 현재로서는 명확한 결론을 내리기 어렵습니다. 신경과학은 뇌의 신경 활동과 의식 상태 사이의 상관관계를 밝혀내고 있지만 물리적인 뉴런의 작용이 어떻게 주관적인 경험인 감각질로 전환되는지에 대한 하드 프로블럼은 아직 설명하지 못하고 있습니다. 양자역학적 접근 방식 또한 미세소관 내의 양자 현상을 통해 의식을 설명하려 시도했으나 뇌의 환경적 제약으로 인해 주류 학계에서 정설로 인정받지 못하고 가설 단계에 머물러 있습니다. 따라서 물질에서 정신이 발현되는 근본적인 기제는 현재의 지식으로는 완벽한 설명이 불가능하며 과학적 방법론의 확장이나 새로운 패러다임의 등장이 필요한 상태입니다.
개인적인 의견으로는 양자역학이나 신경과학만으로 해결하기는 어렵다고 생각합니다.
말씀하신 의식의 어려운 문제는 860억 개 뉴런의 정보 처리(즉, 쉬운 문제라 할 수 있죠.)를 넘어, 왜 그 물리적 과정이 주관적 경험(감각질)을 동반하는지를 묻는데, 신경과학은 뇌의 기능적 상관관계를 밝히지만, 경험의 본질을 설명하는 데 한계가 있습니다. 또한 일부는 뇌 내 미세소관의 양자 중력 현상을 의식의 근원으로 보는 '함메로프-펜로즈 모형' 같은 양자역학적 가설이 있긴 하지만, 이는 주류 과학계에서는 여전히 검증되지 않은 상태입니다.
결국 이 문제는 의식을 물리적 속성으로 환원할 수 있는지, 아니면 물질과 별개인 근본적인 속성으로 봐야 하는지에 대한 철학적 논쟁을 포함할 수밖에 없다고 생각합니다.