인간을 읽어내는 과학

1.4킬로그램 뇌에 새겨진 당신의 이야기

김대식 지음

21세기북스 2017년 03월 16일 출간 국내도서 : 2017년 03월 13일 출간

작품소개

책소개

뇌과학이라는 프리즘으로 인류의 오늘을 진단하고 통찰하다!

2015년 문화예술분야의 창의적 리더와 인재육성을 위해 설립·운영되고 있는 ‘건명원’에서 카이스트 김대식 교수가 진행한 다섯 차례의 과학 강의를 묶은 『인간을 읽어내는 과학』. 호모 데카당스(homo decadence)와 호모 스피리투알리스(homo spiritualis), 즉 아름다움과 추함 그리고 선과 악이 동시에 존재하는 모순적인 존재로서의 인간이 어떻게 가능한 것인지, 인공지능의 시대를 맞아 인간은 어떤 삶을 살게 될지, 과연 인류에게 불멸의 삶은 가능할 것인지 뇌과학적 해석 안에서 인류의 여정을 살펴본다.

이 책은 모두 5강으로 구성되어 있다. 1강에서는 지금 이 순간에도 강렬하게 느낄 수 있는 ‘나’라는 존재를 탐문하며 우리는 뇌를 통해 나로서 살아간다는 깨달음을 전한다. 2강에서는 합리적인 존재로서의 인간을 묻고, 3강에서는 의미를 갖는 존재로서의 인간을 추적하며 의미는 오직 인간의 정상적인 뇌에서만 만들어진다는 것을 일깨운다. 4강에서는 인간의 영원성을 탐문하고, 마지막 5강에서는 뇌라는 기계의 작동 원리, 그 매뉴얼을 통해 인간 존재의 의미에 관한 질문과 답을 나눈다.

인공지능이라는 거대한 변혁 앞에 서있는 현대 뇌과학. 인간의 의식, 즉 퀄리어(qualia)를 어떻게 증명할 수 있는지 아직 그 비밀을 풀지 못한 우리 앞에 기계의 시대가 다가오고 있기에 뇌의 코딩 알고리즘, 즉 뇌의 언어를 밝혀내는 것이 우리의 당면 과제이다. 지금까지 이어져온 인간의 불패의 성공을 다가올 인공지능의 시대에 어떻게 이어갈지, 저자는 그 답을 뇌라는 기계의 매뉴얼 속에서 찾아보며 인간이 존재의 정당성을 증명하기 위해 무엇을 준비해야 하는지 함께 생각해본다.

목차

서문

1강 뇌와 인간-‘나’는 존재하는가

01. 나는 어디에 있는가-나는 뇌의 피질에 존재한다
나는 뇌 없이는 불가능한 존재
나는 심장이 아닌 머리에 있다
나는 뇌실이 아닌 피질에 있다

02. 나는 어떻게 생겼는가-브레인 이미징으로 뇌를 발견하다
뇌를 염색하는 방법, 골지 컬러링
신경세포는 나뭇잎 모양의 단일 세포다
본다는 것은 무엇인가
역사상 최초의 브레인 이미징 실험

03. 생각이란 무엇인가-나는 뇌다, 고로 나는 존재한다
뇌는 생각한다, 고로 나는 존재한다
모든 생각은 나에서 시작되고 나로 끝난다
모든 예술 작품은 나의 다른 표현이다

04. 나는 어떻게 나일 수 있는가-자아의 핵심은 시공간적 연장성이다
나 혼자서도 나 자신일 수 있는가
독일인이 되고 싶었던 유대인, 프리츠 하버
나라는 자아의 핵심은 연장성이다

05. 감정은 무엇으로 구성되는가-감정이란 과거?현재?미래의 최적화된 결과다
뇌를 구겨 커진 뇌를 담다
뇌과학은 진화적 계층이 있는 고고학이다
과부화된 뇌는 동물적인 답을 내놓는다

2강 뇌와 정신-‘나’는 합리적인 존재인가

01. 인간은 합리적인가-뇌는 선택을 정당화하는 기계다
인간은 합리적인 존재가 아니라 합리화하는 존재다
선택이란 임의적인 상호 작용의 결과다
학습과 경험을 통해 선택은 좌우될 수 있다

02. 믿음은 왜 생겼는가-인간의 뇌에는 예측 코드가 있다
인간은 예측하고 행동하는 동물이다
예측 능력이 없을 때 토테미즘이 발생한다
나의 경계는 어디일까?

03. 정신도 병드는가-정신 질환은 뇌가 손상된 결과다
망가지는 뇌의 영역에 따라 정신 질환도 달라진다
눈에 안 보이는 다리가 머리에는 있다면
나는 생각한다, 고로 나는 존재하지 않는다
히스테리, 열등한 여성들만의 질병?

3강 뇌와 의미-‘나’는 의미 있는 존재인가

01. 삶의 의미란 무엇인가－삶의 의미는 자연이 부여한 숙제다
우연히 태어난 세상에 의미가 있는가
늙는다는 것에도 의미는 있을까
자연의 무관심이 자유를 가져다준다

02. 의미는 어디서 만들어지는가－의미는 ‘정상적인’ 뇌만 만들어낼 수 있다
길가메시의 교훈, 웃고 즐기고 사랑하라
인간이 없는 세상에서 예술은 의미가 있을까
식물인간의 뇌는 의미를 만들 수 있는가

03. 의미는 어떻게 만들어지는가－정교한 뇌의 매트릭스가 모든 것을 만든다
위치와 모양에 따라 뇌의 기능은 달라지는가
신경세포는 저마다 할 일이 정해져 있다
뇌는 무엇이든 만들 수 있는 레고 블록이다

04. 의식이란 무엇인가－쪼개고 쪼개도 결코 없어지지 않는 것이다
퀄리어가 있어야 의미가 만들어진다
퀄리어, 뇌를 지휘하는 마에스트로
정신이 진짜고 물질은 가짜다?

05. 경험은 왜 중요한가－생각의 프레임을 넓히면 새로운 길이 보인다
뇌가 완성되는 순간, 결정적 시기
결정적 시기가 중요한 이유
인간에게는 또 한 번의 결정적 시기가 있다
넓은 세상을 볼 때 가고 싶은 길이 보인다

4강 뇌와 영생-‘나’는 영원한 존재인가

01. 왜 죽기를 두려워하는가-영생은 순환 관계에 대한 믿음에서 시작된다
역사에 이름을 남긴다는 것
지적인 존재란 죽음을 상상할 수 있는 존재다
엘레우시스 비의, 삶과 죽음의 비밀

02. 무한이란 무엇인가-무한을 증명할 수 없음을 증명하다
우주는 왜 무가 아니라 유인가
움직임이란 착시 현상이다?
셀 수 있는 무한수와 셀 수 없는 무한수
무한은 증명할 수 없는 문제다

03. 나를 바꾸는 방법은 있는가-뇌 속을 읽고 자아를 이식하다
두려운 것은 나라는 존재의 소멸이다
브레인 리딩, 뇌의 인지적 사전으로 생각을 읽다
광유전학, 타인의 행동을 제어하는 기술
자아 이식으로 영생을 꿈꾸다

04. 우리는 영원히 살 수 있는가-현실과 가상의 경계가 무너지다
몸은 사라져도 정신이 불멸한다면
인공지능의 시대는 도래하는가
가상?증강현실의 새로운 세상이 펼쳐지다

5강 뇌과학자가 철학의 물음에 답하다

01. 뇌과학으로 본 ‘나’-생각의 프레임을 바꾸는 방법
02. 뇌과학으로 본 ‘우리’-타인과 소통하는 방법

책 속으로

지금 우리에게 필요한 것은 무엇일까요? 바로 자기 주도적인 생각과 철학적인 대화입니다. 그 이유는 산업 구조의 거대한 변화가 앞으로 또 한번 있을 것으로 믿기 때문입니다. 또한 그러한 변화 속에서 자기 주도적 생각과 철학이야말로 게임의 새판을 우리 위주로 짤 수 있는 가장 좋은 방법이기 때문입니다. (25쪽)

뇌의 구조와 기능을 연구하는 학문이 바로 ‘뇌과학’입니다. 뇌과학은 생물학적 자연과학이면서 동시에 철학적 질문을 던지는 인문학적 성격도 가지고 있습니다. 그뿐만이 아닙니다. 아인슈타인의 천재적인 행동도, 히틀러의 악마 같은 행동도 모두 뇌에서 나옵니다. 인간의 창의성과 도덕 그리고 윤리, 결국 모두 뇌라는 생물학적인 원인을 가지고 있다는 주장입니다. (27쪽)

인간의 뇌가 단순한 관찰이나 철학적 이론을 넘어 과학적으로 연구되기 시작한 것은 19세기부터였습니다. 카밀리오 골지(Camillio Golgi)라는 이탈리아 의사가 최초로 신경세포를 염색할 수 있는 방법을 알아냈는데, 이를 골지의 이름을 따서 골지 컬러링(Golgi Coloring)이라 부릅니다. (45쪽)

지금 이 순간에도 강렬하게 느낄 수 있는 나라는 존재는 대체 무엇일까요? 다음 세 가지 중의 하나일 것입니다. 첫째, 우리가 이미 알고 있는 것. 둘째, 우리가 모르는 것. 셋째, 우리가 모른다는 것을 모르는 것. 사실 이 세상에 존재하는 것은 대부분 세 번째 상태일 것입니다. 우리는 자신이 무엇을 모르는지 잘 모릅니다. (70쪽)

그런데도 왜 ‘나는 나’라고 생각할까요? 변하지 않는 것이 단 하나 있기 때문입니다. 바로 뇌세포입니다. 몸속 다른 것은 다 변해도 뇌세포는 변하지 않습니다. (95쪽)

우리는 대부분 자신은 합리적으로 의사 결정과 선택을 한다고 생각합니다. 그러나 인간의 선택은 대부분이 비합리적이며, 서로 연결되지 않은 독립적인 프로세스로 이루어집니다. 다만 우리 뇌가 그 선택을 정당화하기 위해 스토리를 만들어낼 뿐입니다. (117쪽)

우리 눈에 보이는 현실 자체가 뇌의 해석이라는 얘기입니다. 즉 우리의 감각을 통해 들어오는 그림자를 가지고 뇌가 만들어낸 결과물이라는 것이지요. 그래서 우리는 서로를 알아볼 수도 없고 완벽히 이해할 수도 없는 것입니다. (146쪽)

정신 질환은 특별한 병이 아니라 뇌의 특정 영역이 손상되어 나타나는 현상입니다. 이는 손상된 뇌를 복원할 수 있다면 정신 질환도 치료될 수 있음을 의미합니다. (149쪽)

출판사 서평

뇌과학으로 보는 예측 가능한 미래

인류의 운명은 뇌 속에 있다!

인간 존재에 관한 독보적 해석
철학의 물음에 뇌과학이 답하다!

모든 학문의 출발점은 인간 존재에 대한 고민이었으며 문명은 그 답을 찾는 길에서 이룩되었다. 그리고 사회가 더 나은 세상으로 나아가기 위한 임계점에 도달했을 때 그 물음은 다시금 제기된다. 그런 의미에서 지금 한국 사회는 인간 본원의 물음에 다시 답을 구해야 할 때다. 그리고 그 치열한 과정에는 철학적 성찰뿐 아니라 과학적 해석이 필요하다. 이에 뇌과학이 그 출발점에 섰다. 여기에는 1.4킬로그램의 작은 뇌가 인간 문명을 창조할 수 있었던 이유와 다가올 기계 시대의 인간 존재 의미가 담겨 있다.
2015년 건명원(建明苑)에서 진행한 다섯 차례의 과학 강의를 묶은 이번 책은 카이스트 김대식 교수가 뇌과학이라는 프리즘으로 인류의 오늘을 진단하고 통찰한 결과다. 호모 데카당스(homo decadence)와 호모 스피리투알리스(homo spiritualis), 즉 미추와 선악이 동시에 존재하는 모순적인 존재로서의 인간이 어떻게 가능한 것인지, 인공지능의 시대를 맞아 인간은 어떤 삶을 살게 될 것인지, 과연 인류에게 불멸의 삶은 가능할 것인지, 인류의 여정이 뇌과학적 해석 안에서 새로운 감탄으로 펼쳐진다. 뇌과학을 통해 인간 존재의 실체를 인식하고 폭넓은 경험으로 삶의 해상도를 높일 때 비로소 ‘나’는 그 의미와 가치를 발견하게 된다.

● 출판사 서평

뇌는
당신을 알고 있다

인류가 문명을 가진 존재로 살아온 지 1만 년가량이 지났지만 인간의 뇌가 단순한 관찰이나 철학적 이론을 넘어 과학적으로 연구되기 시작한 것은 19세기부터다. 뇌과학에 따르면 생각이란 뇌의 피질이 하는 것이고 세상을 보는 것은 신경세포의 작용이다. 자아 또한 바깥세상과 나의 경계를 통해 얻는 차이일 뿐이다. 인간이 평생 동안 찾으려 하는 삶의 의미도 자연이 태어날 때부터 이미 우리의 뇌 속에 부여한 숙제로, 진화생물학적 관점에서는 아이를 갖는 것이 이에 해당한다. 나이가 들어 그 숙제를 푼 후에야 진정 내 삶 의미를 스스로 찾아 나설 수 있는 것이다.
현대 뇌과학은 인공지능이라는 거대한 변혁 앞에 서 있다. 인간의 의식, 즉 퀄리어(qualia)를 어떻게 증명할 수 있는지 아직 그 비밀을 풀지 못한 우리 앞에 기계의 시대가 다가오고 있는 것이다. 우리가 인간의 행동만으로 그들에게 의식이 있다고 믿듯이 기계의 행동이 인간과 수학적으로 구분되지 않는다면 기계에게도 의식이 있음을 믿을 수밖에 없는 시대. 뇌의 코딩 알고리즘, 즉 ‘뇌의 언어’를 밝혀내는 것은 이제 우리의 당면 과제다.

철학의 물음에
뇌과학이 답하다

1강 ‘뇌와 인간’에서는 지금 이 순간에도 강렬하게 느낄 수 있는 ‘나’라는 ‘존재’ 자체를 탐문한다. 나라는 존재는 지금 내가 알고 있는 나일까? 내가 알고 있다고 믿고 있는 나일까? 이것도 아니면 무엇을 모르는지도 모르는 존재에 불과할까? ‘나’를 ‘나’라고 생각할 수 있는 분명한 근거는 내 몸에서 결코 변하지 않는 단 하나, 바로 뇌세포 때문이다. 우리는 뇌를 통해 나로서 살아간다.
2강 ‘뇌와 정신’에서는 합리적인 존재로서의 인간을 묻는다. “나는 생각한다, 고로 나는 존재한다.” 너무나 당연한 데카르트의 명제는 뇌가 손상되면 성립하지 않는다. 우리는 자신이 합리적으로 의사 결정과 선택을 한다고 생각하지만 인간의 선택은 대부분 비합리적이며 서로 연결되지 않고 독립적으로 이루어진다. 다만 우리 뇌가 선택을 정당화하기 위해 자신만의 이야기를 꾸며내는 것이다.
3강 ‘뇌와 의미’에서는 의미를 갖는 존재로서의 인간을 추적한다. 과연 인간이 사라진 세상에서 예술이나 문화에 의미가 존재할까? 현대 뇌과학에서는 높은 지능의 동물은 물론 인공지능 기계나 식물인간, 태어나기 전의 아이도 의미를 만들어내지 못한다고 해석한다. 의미는 오직 인간의 ‘정상적인’ 뇌에서만 만들어진다.
4강 ‘뇌와 영생’에서는 인간의 영원성을 탐문한다. 가상의 이미지가 실제 현실처럼 우리 눈앞에 펼쳐지며 멀리 떨어진 사람은 물론 죽은 사람과도 상호 작용할 수 있는 시대, 인간은 영원히 살 수 있을까? 그때 우리의 모습을 어떠할까? 다가올 기계 시대, 인간 존재의 정당성을 찾아 나선다.
마지막 5강 ‘뇌과학자가 철학의 물음에 답하다’에서는 뇌라는 기계의 작동 원리, 그 매뉴얼을 통해 인간 존재의 의미에 관한 질문과 답을 나눈다.

나, 모든 생각의
시작과 끝

인간은 세상에 수많은 의미를 부여한다. 아름다운 <골드베르크 변주곡>도, 빨간 장미도 의미를 인식하지 못한다면 단지 공기의 물리적 파동이나 물질적인 대상일 수밖에 없다. 도대체 의미는 어디에 존재하며 어떻게 만들어지는가.
인간은 가슴으로 생각한다는 믿음이 깨어진 지금 1.4킬로그램짜리 고깃덩어리에 불과해 보이는 뇌는 이제 생각을 하고 의미를 만들어내는, 나라는 존재를 넘어 문명을 이룩한 주인공으로 자리매김했다. 먼 미래의 공상 과학으로 취급되던 세상이 눈앞에 다가온 지금, 전쟁과 학살로 인류와 자연을 파괴해온 인간은 그 존재의 정당성을 증명하기 위해 무엇을 준비해야 하는가.
바빌로니아의 길가메시 서사시는 인생의 의미를 ‘현재를 즐기고 사랑하고 의미 있게 보내는 것’이라고 전한다. 그리고 이는 그로부터 5000년이 지난 오늘, 모든 철학에서 삶에 관해 마지막에 내놓는 결론과 다르지 않다.
뇌과학의 답 또한 이와 다르지 않다. 우리가 현재 존재할 수 있는 것은 138억 년 전 빅뱅 후 지금까지 호모 사피엔스가 단 한 번의 실패도 겪지 않았기 때문이다. 지금까지 이어져온 불패의 성공을 다가올 인공지능의 시대에 어떻게 이어갈지, 그 답을 뇌라는 기계의 매뉴얼 속에서 찾아본다.

책속으로 추가
데카르트의 “나는 생각한다, 고로 나는 존재한다”, 우리에게는 너무나 당연하고 확실한 명제입니다. 그런데 코타르 증후군 환자들에게 데카르트는 설득력이 없습니다. 여전히 생각하는 자신의 결론이 결국 자신이 존재하지 않는다는 믿음이니 말입니다! (161쪽)

인간이 사라진 세상에서 예술이나 문화에 과연 의미가 존재할까요? 현대 뇌과학에서는 높은 수준의 지능이 있는 문어나 돌고래 같은 동물은 물론 인공지능 기계나 식물인간, 태어나기 전의 아이도 의미를 만들어내지 못한다고 해석합니다. 오직 인간의 ‘정상적인’ 뇌에서만 의미가 만들어진다는 것입니다. (189쪽)

우트나피쉬팀은 말합니다. “운다고 해서, 슬퍼한다고 해서 죽지 않는 것은 아니다. 그냥 집으로 돌아가 친구들과 재미있게 놀고, 맛있는 것 먹고, 아름다운 여인과 사랑하고, 의미 있는 일을 하며 살아라.” 우트나피쉬팀이 내놓은 이 답이 결국 길가메시 이야기가 전하는 답입니다. 그때로부터 5000년이 지나 인터넷에 우주 정거장까지 있는 지금 이 시대에도 인생의 의미를 묻는 이들에게 모든 철학이 내놓는 결론이기도 합니다. (192쪽)

좀비에게도 기계에게도 없지만 우리들 인간에게는 있는 것, 바로 의식입니다. 의식이 어디서 어떻게 비롯하는지는 여전히 비밀에 싸여 있습니다. 다만 과학적으로 뇌 한복판에 있는 클라우스트룸(claustrum, 전장)을 끄면 의식이 사라진다는 것은 밝혀졌습니다. (217쪽)

엘레우시스 비의에는 그리스인들이 예전에 가지고 있던 믿음, 즉 인생과 우주는 순환 관계에 있다는 믿음이 반영되어 있습니다. 즉 우리 인간의 삶은 태어나고 죽고 또 태어나는 등의 순환성을 띤다는 것이 엘레우시스 비의의 숨은 의미라는 것이지요. 이것은 사실 우리 인간이 알아야 하는 최고의 비밀이기도 합니다. (264쪽)

우리가 죽는 순간을 두려워하는 것은 지극히 당연한 일입니다. 무섭고 아플 테니까요. 하지만 죽음, 다시 말해 내가 더 이상 존재하지 않는 상태를 두려워하는 것은 이해하기 어렵습니다. 왜냐하면 138억 년이라는 거대한 우주의 역사 중 99.99999…퍼센트는 나라는 존재가 없던 시기이기 때문입니다. (267쪽)

인공지능의 발달로 가상현실 또는 증강 현실이라는 세상이 다가오고 있습니다. 가상의 이미지가 실제 현실처럼 우리의 눈앞에 펼쳐지고 있습니다. 멀리 떨어진 사람은 물론 죽은 사람과도 상호 작용할 수 있는 시대가 오고 있는 것이지요. 가상현실 또는 증강현실에 비친 우리의 모습은 어떨까요? 그 모습이 우리가 진정 원하던 모습일까요? (311쪽)

제가 결국 전달하고 싶었던 것은 뇌라는 기계의 매뉴얼이었습니다. 태어날 때부터 가지고 태어난 그 기계에 대한 매뉴얼을 여러분은 아직까지 한번도 읽어보지 않고 살아왔습니다. 저는 이 책에서 그 뇌 또는 자아에 대한 매뉴얼을 드린 것입니다. 한마디로 뇌라는 기계가 본질적으로 어떻게 작동하는지에 대한 정보를 알려주고자 한 것이지요. 뇌과학은 간단히 말하면 바로 그 매뉴얼이라고 할 수 있습니다. (321쪽)

우리는 모두 138억 년 전 빅뱅이 생기고 나서 지금까지 단 한 번도 실패하지 않았기 때문에 지금 여기에서 살고 있는 것입니다. 우리의 조상이 한 명이라도 실패했다면 진화의 고리는 끊어졌을 것입니다. 우리 모두는 우주가 창조되고 지금까지 이어져온 불패의 성공, 138억 년 동안의 어마어마한 노력으로 여기까지 온 존재입니다. (335쪽

작가정보

저자(글) 김대식

저자 김대식은 카이스트 전기 및 전자공학부 교수로 재직 중이며, 건명원(建明苑)의 과학 운영위원을 맡고 있다. 독일 막스-플랑크 뇌과학연구소(Max-Planck Institut fur Hirnforschung)에서 뇌과학으로 박사학위를 받은 후 미국 MIT에서 뇌인지과학 박사후 과정을 밟았다. 일본 이화학연구소(RIKEN) 연구원, 미국 미네소타대학 조교수, 보스턴대학 부교수를 역임했다. 과학과 철학을 넘나들며 인류의 미래를 날카롭게 분석하는 뇌과학자로 널리 알려져 있다. 저서로는 『김대식의 인간 vs 기계』 『이상한 나라의 뇌과학』 『김대식의 빅퀘스천』 『내 머릿속에선 무슨 일이 벌어지고 있을까』 등이 있으며, 『김대식의 빅퀘스천』은 2015 조선일보 올해의 책, 2015 세종도서 교양부분 우수작, 매일경제 교보문고 ‘2016년을 여는 책’으로 선정되었다. 현재 조선일보에 <김대식의 브레인 스토리>를 연재하고 있다.