주류에 진입하고 있는 기본적 의식에 관한 연구
The Study of Fundamental Consciousness Entering the Mainstream
세계적으로 저명한 신경과학자 크리스토프 코흐(Christof Koch)는 DNA 분자의 공동 발견자인 프랜시스 크릭(Francis Crick)과 함께 연구하면서 수십 년을 보냈다. 수십 년 동안 이 두 사람은 의식의 신경생물학적 기초를 탐구했다. 그들은 인지와 지각의 기능에 대한 다양한 점을 간파했지만, 핵심적인 불가사의, 즉 의식 자체의 본성은 여전히 불가해하게도 파악하기 어렵다.
2009년에 코흐는, 의식이 그저 뇌 속에 있는 것이 아니라, 실재의 근본적인 특징일 것이라는 자신의 신념을 공표함으로써 과학 공동체에 충격을 주었다. 이것은 철학자들에게 '범심론(panpsychism)'으로 알려져 있는 견해다. 현재 코흐가 전념으로 연구하고 있는 이론은 '통합 정보 이론(Integrated Information Theory)' 또는 'IIT'라고 불리는 것이다. 그것은 매디슨 위스콘신 대학의 신경과학자 줄리오 토노니(Giulio Tononi)의 생각해낸 이론이다.
자신의 이론을 설명할 때, 토노니는 디지털 카메라에서 발견되는 것들과 같은 빛에 민감한 간단한 포토다이오드를 생각하라고 요청한다. 간단한 다이오드는 그저 두 가지 상태―밝은 상태 또는 어두운 상태―에 반응할 것이다. 우리는 다이오드를 어떤 수의 영상에도 제시할 수 있지만, 그림들에 무관하게 그 다이오드는 오직 가능한 두 가지 상태들 가운데 하나에 따른다. 밝은가, 또는 어두운가?
이제 여러분 자신이 동일한 그림, 예를 들면, 파리의 멋진 봄날 에펠탑의 그림을 보고 있다고 생각하자. 우리의 경우에, 이 영상을 보는 것은 결과적으로 거의 무한한 가능한 상태들에서 축소된 한 영상이 나타난다. 안드로메다 은하의 영상도 아니고, 어머니의 어린 시절 사진도 아니고, 페트리 접시 속에서 분할되고 있는 세포들의 영상 등도 아니다. 우리가 인식할 수 있는 엄청난 수의 영상들 때문에 각 영상은 대단히 정보량이 많다. 토노니의 경우에, 뇌에서 통합될 수 있는 방대한 정보량은 우리가 의식에 대한 비교적 거대한 능력을 지니고 있다는 점을 의미한다.
고도의 통합된 정보를 지닌 연결망들에서 의식이 생성된다는 토노니의 이론은 실험실에서 시험받을 수 있는 새로운 방식들이 있다.
잠자는 피험자들을 대상으로 한 연구들에서 토노니와 그의 공동연구자들은 경두개자기자극술(transcaranial magnetic simulation)을 사용하여 잠자는 피험자들의 피질에 활성 자기장 파동을 통과시킨다. 그 연구자들은, 피험자들이 꿈 없는 수면 단계에 있을 때보다 꿈을 꾸고 있을 때 이 파동이 더 길게 피질에서 울려퍼진다는 점을 발견했다. 이것은, 꿈을 꾸고 있는 동안, 즉 뇌가 의식이 있을 때, 피질이 더 높은 정도의 통합성을 지니고 있다는 점을 예증한다.
다른 한 실험에서 그 연구자들은 '애니마트(animat)'로 알려진 매우 작은 로봇들을 제작하여 미로 속에 위치시켰다. 애니마트들은 순차적인 세대에 걸쳐 진화할 수 있는 간단한 통합 연결망들을 사용했다. 놀랍게도, 애니마트들이 진화시킨 통합의 정도가 크면 클수록, 그들은 더 빨리 미로에서 탈출할 수 있었다. 토노니에게 이 발견 결과는, 의식이 진화에 있어서 이전에 생각되었던 것보다 더 중요한 역할을 수행할지도 모른다는 점을 시사했다.
연결망에서 통합 정보의 수학적 값은 파이(Φ)로 알려져 있다. 그런데 이제는 주류의 진지한 논의 주제가 된 토노니의 이론은 특별한 의미를 함축하고 있다. Φ는 결코 뇌에서 일어나는 것이 아니며, 그것은 자체의 개별적 부분들보다 더 큰 총 정보량을 지닌 연결망의 특성이다. 모든 살아 있는 세포, 모든 전자회로, 심지어 세 개의 기본 입자로만 이루어져 있는 양성자도 Φ가 영보다 더 크다. 통합 정보 이론에 따르면, 그것들의 입장에서 경험한다는 것이 '어떠한 것인지' 어렴풋하지만 이것들은 모두 무언가를 소유하고 있다. 토노니는 이렇게 진술한다.
"의식은 질량이나 전하처럼 기본적인 특성이다. 다양한 상태를 갖는 존재자가 존재한다면 어디서나 어떤 의식이 존재한다. 많은 의식을 얻기 위해서는 특별한 구조가 필요자지만, 의식은 도처에 존재하고, 그것은 기본적인 특성이다."
통합 정보 이론은 초기 상태에 있으며, 직면해야 하는 문제들이 여전히 많다. 뇌의 정보는 신경세포 층위에서, 또는 단백질의 층위에서, 또는 훨씬 더 깊은 층위에서 작동하는가? 염력 연구자 딘 라딘(Dean Radin)이 주장하듯이, 뇌의 전자기장은 항상 우주 전체에 대한 자체의 양자 연결을 재확립하고 있는가? 여태까지 상상되었던 것보다 훨씬 더 풍부한 정보적 상호작용이 존재할 수 있는가?
존 휠러(John Wheeler) 같은 물리학자들은 실재에 대한 새로운 급진적인 이해를 위한 기초를 마련했는데, 여기서는 물질, 자연의 법칙과 상수들, 그리고 사실상 우주 전체가 물리적 객체들의 견지가 아니라 기본적인 동역학적 정보의 연출을 통해서 가장 잘 서술된다.
양자역학은 물리적 우주 전체가 자연의 심층에서 잠재적으로 연결되어 있다고 넌지시 말한다. 그래서 어떤 깊은 의미에서 우주의 정보 내용 전체는 통합되어 있는가? 우주는 불가사의한 방식으로 자체를 의식하는가?
오랜 시간 동안 영성적 전통들이 주장했듯이, 우리는 분리된 개별적인 경험하는 존재자들이 아니라, 우리 자신이 처해 있는 더 거대한 진화하는 체계 대신에 경험하고 있을지도 모른다.
2012년에 출판된 대단히 기대되는 책 <<의식: 한 낭만적 환원주의자의 고백록(Consciousness: Confessions of a Romantic Reductionist)>>에서 코흐는 이렇게 진술한다.
"나는 물리학의 법칙들이 의식의 창발에 압도적으로 우호적이었다고 믿는다. 우주는 진행 중인 작품이다. 그런 믿음은 많은 생물학자와 철학자들에게 예언자들을 불러 일으키지만, 우주론, 생물학, 그리고 역사로부터의 증거는 설득력이 있다."
토노니 이론의 타당성에 무관하게, 오늘날 의식의 존재를 부정하는 것은 결코 분별 있는 행위가 될 수 없다고 확신하는 과학자와 강단인들의 수가 증가하고 있다. 기본적 의식에 관한 연구는 이제 주류에 진입하고 있다. 이런 운동은 마음의 과학 안팎의 사유가들로 이루어져 있다. 다양한 학문적 배경에도 불구하고, 그들은 두 가지 공통의 확신으로 통일되어 있다. 우주에서 의식의 창발은 우연한 것이 아니라 본질적인 것이다. 실재에 대한 완전한 해설이라면 무엇이든 의식에 대한 설명을 포함해야 한다.