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[인터뷰] 장이권 _ 개구리가 동굴저음을 좋아하는 이유? | 2022 카오스강연 '진화'

동물의 세계에서 소리는 단순한 울림 이상의 의미를 지닙니다. 개구리나 귀뚜라미 같은 동물들에게 청각적 의사소통은 종을 식별하고 최적의 짝을 찾는 핵심적인 수단입니다. 암컷은 수컷의 노랫소리를 통해 상대가 자신과 같은 종인지, 그리고 얼마나 건강한지를 판단합니다. 특히 암컷은 저음이면서도 빠르고 힘찬 소리를 내는 수컷을 선호하는 경향이 있는데, 이는 수컷의 에너지가 넘치는 생명력과 활동성을 상징하기 때문입니다. 이러한 소통의 과정은 생존과 번식을 위한 진화적 전략의 정수를 보여주며 동물의 생태를 이해하는 첫걸음이 됩니다. 의사소통은 동물의 닫힌 내면을 들여다볼 수 있는 유일한 창구이기도 합니다. 평소 동물의 생각이나 감정은 외부에서 알기 어려운 '블랙박스'와 같지만, 그들이 신호를 주고받을 때 비로소 그 내면이 드러납니다. 인간이 대화를 통해 자신의 감정을 표현하듯, 동물 역시 의사소통을 통해 자신의 상태와 의도를 밖으로 표출합니다. 이러한 상호작용을 관찰함으로써 우리는 동물이 단순히 본능에만 의존하는 존재가 아니라, 고유한 내면을 지닌 생명체임을 깊이 이해하게 됩니다. 이는 동물의 행동 연구가 매력적인 이유이기도 합니다. 현대 과학은 전문가들만의 전유물에서 벗어나 시민들이 주도하는 '시민과학'의 시대로 나아가고 있습니다. 과거에는 고가의 장비와 박사 학위가 필수적이었지만, 이제는 일반인들도 일상에서 과학적 탐구에 참여할 수 있습니다. 시민과학은 과학의 민주화와 대중화를 이끌며, 과학자들이 놓치기 쉬운 현실적인 문제들을 해결하는 데 기여합니다. 시민들의 자발적인 참여는 과학 연구의 지평을 넓히고, 우리 사회 전반에 걸쳐 과학적 사고가 뿌리내리는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 기술의 발전보다 중요한 것은 자연을 향한 시민들의 진지한 관심입니다. 기술의 비약적인 발전은 우리 삶을 편리하게 만들었지만, 동시에 인간을 자연으로부터 소외시키기도 했습니다. 무분별한 개발과 환경 파괴로 인해 수많은 생명체가 멸종의 위기에 처해 있으며, 이는 결국 인간의 삶을 지탱하는 기반마저 위협하고 있습니다. 우리가 누리는 쾌적함이 다른 생명의 희생 위에 세워진 것임을 인지해야 합니다. 주변의 작은 생명체들에 관심을 기울이고 환경의 소중함을 깨닫는 것은, 다가올 생태적 위기를 극복하기 위해 지금 당장 실천해야 할 과제입니다. 자연과의 공존은 선택이 아닌 생존을 위한 필수적인 가치입니다. 진화는 먼 과거의 이야기가 아니라 지금 이 순간에도 우리 몸 안과 지구 곳곳에서 끊임없이 일어나고 있는 현재진행형의 사건입니다. 맹금류가 새끼의 성장 단계에 맞춰 먹이의 크기를 조절하며 정성껏 먹이는 모습에서 알 수 있듯이, 동물들은 각자의 영역에서 놀라울 정도로 뛰어난 인지 능력과 지혜를 발휘하며 살아갑니다. 생명체가 지구상에 존재하는 한 진화의 수레바퀴는 멈추지 않으며, 그 양상은 늘 변화합니다. 이러한 생명의 경이로움은 우리가 자연을 존중하고 연구해야 할 가장 큰 이유가 되며, 우리를 더 넓은 세계로 안내합니다.

장이권

카오스재단석학인터뷰

생명과학

[질문Q] AI에게는 언제쯤 '자아'가 생길 수 있을까?ㅣ2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 5강ㅣ자아의 탄생 : 나를 의식하는 나

인간의 성격과 기질은 유전적 요인의 영향을 깊게 받습니다. 특정 유전자가 모든 기질을 결정한다고 단정하기는 이르지만, 가족력을 통해 나타나는 다양한 성격 특성은 유전의 힘을 증명합니다. 이는 마치 인공지능에 특정 외형을 학습시키는 과정과 유사합니다. 현재의 기술력은 얼굴 인식 분야에서 인간을 능가하는 수준에 도달했으며, 인공지능은 학습된 데이터를 바탕으로 대상을 정확히 식별해냅니다. 하지만 단순히 대상을 인지하는 것을 넘어, 그것을 '나'라는 자아로 받아들이는 단계는 여전히 철학적 탐구의 영역으로 남아 있습니다. 인간의 정신세계에서 무의식은 창의성의 근원으로 작용하기도 합니다. 심리학적 관점에서 무의식은 억압된 에너지가 꿈이나 정신적 활동으로 변모하여 나타나는 통로입니다. 이러한 과정에서 평소에는 감춰져 있던 독창적인 아이디어가 튀어나오기도 합니다. 최근에는 조울증과 같은 특정 정신 상태나 외부 자극이 마음의 속박을 풀어주어 창의성을 높인다는 연구도 진행되고 있습니다. 무의식의 에너지가 의식의 경계를 넘어설 때, 인간은 비로소 일상적인 사고의 틀을 깨고 새로운 상상력을 발휘하게 되는 것입니다. 최면이나 특수한 심리 상태는 의식적인 억압을 해제하는 도구가 됩니다. 이러한 상황에서는 평소에 인지하지 못했던 공상이 발현될 수 있는데, 이는 전생과 같은 초자연적인 현상이라기보다는 개인의 내면에 잠재된 상상력의 일종으로 해석하는 것이 타당합니다. 정신의학계에서는 이를 과학적 사실로 인정하기보다는 억압된 마음이 해방되면서 나타나는 심리적 반응으로 보고 있습니다. 결국 인간의 상상력은 고정된 틀에서 벗어나 자유로운 조건을 만났을 때, 비로소 그 깊이와 넓이를 확장하며 다채로운 내면의 풍경을 만들어냅니다. 인공지능 연구의 핵심은 자유의지가 아닌 철저한 인과관계에 기반합니다. 기계 학습은 특정 문맥 안에서 어떻게 행동해야 하는지를 정의하는 인과관계를 설정하는 과정입니다. 뇌파가 의식적인 결정을 내리기 전 이미 특정 선택을 향해 움직이는 것처럼, 인공지능 역시 입력된 데이터와 정의된 관계 속에서 결과를 도출합니다. 연구자들은 분자 단위의 신경전달물질 반응부터 고차원적인 표현 단계에 이르기까지, 의도한 인과관계를 설계하여 인공지능의 행동을 유도합니다. 이는 자유의지라는 모호한 개념 대신 명확한 논리적 구조를 통해 지능을 구현하려는 시도입니다. 현대의 인공지능 기술은 자아의 유무를 판별하는 튜링 테스트보다는 실질적인 인지 정확도를 측정하는 방향으로 발전하고 있습니다. 예를 들어 방대한 숫자 이미지 데이터베이스를 활용해 시각적 메모리와 인지 능력을 평가하는 방식이 널리 사용됩니다. 인공지능이 얼마나 정확하게 정보를 처리하고 학습하는지가 기술적 완성도의 척도가 된 것입니다. 비록 인공지능이 인간과 같은 자아를 가졌는지에 대한 답은 아직 요원하지만, 인지 능력의 비약적인 향상은 인간 지능의 본질을 재정의하게 만듭니다. 기술은 이제 단순한 도구를 넘어 인간의 인지 구조를 비추는 거울이 되고 있습니다.

카오스재단명강리뷰&질문Q

[질문Q] 여러 가지 감각이 기억에 서로 도움을 줄 수 있을까?ㅣ2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 3강ㅣ기억 찾기

인간의 뇌는 외부 자극에 따라 시냅스의 연결 강도가 변하는 '시냅스 가소성'을 가지고 있습니다. 특히 특정 기능을 습득하기에 최적화된 '결정적 시기'가 존재하는데, 이는 언어 학습이나 시각 정보 처리 회로의 발달에서 뚜렷하게 나타납니다. 어린 시절 외국어를 더 빨리 배우거나, 영유아기 시각 자극이 시력 발달에 결정적인 영향을 미치는 것이 대표적인 사례입니다. 다만 이러한 동물 연구 결과를 인간의 조기 교육에 무분별하게 확대 해석하는 것은 경계해야 하며, 각 기능에 따른 정교한 접근이 필요합니다. 기억은 단순히 정보를 카메라처럼 찍어내는 과정이 아니라, 개인의 경험과 감정을 바탕으로 재구성되는 역동적인 과정입니다. 우리는 무언가를 외울 때 단순히 눈으로 보는 것보다 손으로 쓰거나 소리 내어 읽는 등 다양한 감각을 동원할 때 더 효율적으로 기억합니다. 이는 여러 경로를 통해 들어온 정보가 시냅스를 더욱 강력하게 결합시키고, 나중에 정보를 인출할 때 사용할 수 있는 풍부한 단서를 만들기 때문입니다. 공감각적 정보 처리는 기억을 더 오래 유지하고 효과적으로 불러오는 데 큰 도움을 줍니다. 인간의 뇌는 영장류 특유의 발달 과정을 거치며 시각 정보 처리에 전체 영역의 약 50%를 할애할 정도로 시각에 민감합니다. 기억 전문가들이 장소를 시각화하여 정보를 배치하는 '산책 기법'을 사용하는 것도 이러한 뇌의 특성을 활용한 것입니다. 흥미로운 점은 색상, 형태, 소리 등 서로 다른 영역에 분산되어 저장된 정보들이 어떻게 하나의 통합된 경험으로 인식되는가 하는 '결합 문제(Binding Problem)'입니다. 뇌가 이 파편화된 정보들을 어떻게 묶어내는지에 대해서는 여전히 현대 뇌과학이 풀어야 할 숙제로 남아 있습니다. 장기 기억이 형성되기 위해서는 시냅스의 구조적 변화를 뒷받침할 단백질 합성이 필수적입니다. 특정 단백질이 기억 그 자체를 저장하는 것은 아니지만, 시냅스를 강화하고 크기를 키우는 도구로서 역할을 합니다. 우리가 오렌지 주스나 할머니에 대한 기억을 떠올릴 때, 그 정보는 뇌의 한곳에 모여 있는 것이 아니라 형태, 색깔, 음성, 추억 등으로 쪼개져 뇌 전체의 시냅스 회로에 분산 저장됩니다. 회상이라는 과정은 이렇게 흩어진 시냅스 정보들을 다시 불러 모아 하나의 생생한 이미지로 조립하는 작업이라 할 수 있습니다. 기억의 본질은 물리적인 저장 공간에 기록된 데이터라기보다 뉴런들의 복잡한 연결망 그 자체에 가깝습니다. 특정 대상을 볼 때 뇌 속의 뉴런들이 활성화되는 현상은 과학적으로 설명 가능하지만, 그 물리적 신호가 어떻게 주관적인 '의식적 경험'으로 변환되는지는 여전히 신비의 영역입니다. 이를 철학적으로는 '퀄리아'라고 부르며, 뇌과학과 철학이 만나는 지점이기도 합니다. 뇌는 단순한 저장 매체를 넘어 연결 상태를 통해 기억을 규정하며, 이러한 복합적인 상호작용이 인간의 인지 능력을 형성합니다.

카오스재단명강리뷰&질문Q

[석학인터뷰] 인간의 지능을 뛰어넘는 초지능이 가능할까? | 2020 가을 카오스강연 'Ai X'

초지능이란 인간과 같은 자의식이나 마음을 가진 존재라기보다, 다양한 분야에서 인간의 능력을 압도하는 지능을 의미합니다. 이미 바둑 분야의 알파고처럼 특정 영역에서는 인간을 넘어선 초지능이 존재하고 있으며, 앞으로는 범용 인공지능(AGI)의 단계로 진화할 것입니다. 전문가들은 약 20년 뒤에 범용 인공지능(AGI)이 등장하고, 그로부터 다시 20년이 흐른 2074년경에는 모든 지적 활동 영역에서 인간을 압도하는 진정한 의미의 초지능이 나타날 것으로 예측합니다. 이러한 급격한 도약은 인공지능의 정보 처리 능력이 폭발적으로 증가하는 시점과 맞물려 발생할 것이며, 이는 기술 발전의 자연스러운 흐름이라고 볼 수 있습니다. 인공지능 개발 과정은 마치 앞만 보고 달리는 육상 선수들의 시합과 같습니다. 옆의 경쟁자보다 빨리 가려는 노력도 중요하지만, 가끔은 브레이크를 밟고 우리가 왜 이 목적지로 향하고 있는지 되돌아봐야 합니다. 초지능을 만들어야 하는 명확한 이유와 목적이 없다면, 그 개발 자체를 신중하게 재고해야 할 수도 있습니다. 기술의 진보가 인류에게 어떤 의미를 갖는지, 그리고 그 과정에서 놓치고 있는 윤리적 가치는 없는지 끊임없이 질문을 던지는 태도가 필요합니다. 사회적 공감대를 끌어낼 수 있는 범위 내에서 연구가 진행되어야만 인공지능 기술이 인류의 진정한 동반자로 거듭날 수 있을 것입니다. 뇌공학적 측면에서는 인간의 뇌에 칩을 삽입하여 지능을 높이는 인위적인 진화도 초지능의 한 형태로 논의될 수 있습니다. 하지만 이러한 기술의 본래 목적은 초지능 구현이 아니라 뇌 질환 환자들을 치료하기 위한 것임을 잊지 말아야 합니다. 또한 특정 분야에서 인간을 능가하는 것은 상대적으로 쉬운 일일 수 있지만, 인간이 자연스럽게 수행하는 일반적인 인지 능력을 완벽히 흉내 내는 것은 여전히 큰 도전 과제입니다. 인간의 지능은 고도의 유연성을 바탕으로 자의식이나 의도와 같은 추상적인 영역까지 아우르기 때문입니다. 결국 초지능의 실현은 우리가 지능이라는 개념을 어떻게 정의하느냐에 달려 있습니다.

남세동, 신현정, 이교구, 이세민, 임창환, 장병탁, 최재식, 한보형, 함유근, 현동훈

카오스재단2020 카오스강연 'Ai X'

뇌인지과학

[카오스 술술과학] 머리 큰 사람은 머리가 좋을까?

흔히 머리가 크면 지능이 높을 것이라고 생각하지만, 과학적으로 머리의 절대적 혹은 상대적 크기가 지능을 결정한다는 가설은 설득력이 부족합니다. 코끼리는 인간보다 훨씬 큰 뇌를 가졌음에도 지능이 더 높지 않으며, 몸집 대비 머리 크기가 큰 다람쥐 역시 인간의 지능을 뛰어넘지 못합니다. 따라서 단순히 뇌의 부피나 신체 대비 비율만으로 지능을 판단하기에는 무리가 있습니다. 다만 영장류 중에서 인간의 뇌 용량이 유독 커진 과정에는 진화론적인 특별한 이유가 숨어 있을 것이라는 분석이 지배적입니다. 인간의 뇌가 침팬지보다 약 2.5배나 커진 이유는 기후 변화와 같은 환경적 요인보다 복잡한 인간관계에 대응하기 위함이라는 가설이 있습니다. 타인의 마음을 읽고 의도를 간파하며, 때로는 속임수에 대처하는 사회적 능력이 생존의 핵심이 되었기 때문입니다. 이를 '마키아벨리 가설'이라 부르는데, 사회적 관계를 유지하기 위한 지능의 필요성이 뇌 용량의 증가로 이어졌음을 시사합니다. 즉, 인간의 커다란 머리는 우리가 고도의 사회적 동물로 진화해 온 과정에서 얻게 된 소중한 결과물이라고 볼 수 있습니다. 최근 뇌과학계에서는 지능의 핵심을 뇌의 외형적 특징이 아닌 '신경 효율성'에서 찾고 있습니다. 신경 효율성이란 적은 자원으로도 고차원적인 정보를 처리하는 능력을 의미하며, 이는 뇌 영역 간의 연결망이 얼마나 단단하고 원활하게 구축되어 있는지에 달려 있습니다. 특정 정보를 인지하고 반응하는 과정에서 서로 다른 뇌 부위들이 빠르게 소통할수록 지능이 높게 나타납니다. 따라서 평소 쓰지 않던 뇌 영역을 자극하여 새로운 연결고리를 만드는 습관을 들인다면, 뇌의 물리적 크기와 상관없이 지능을 더욱 발달시킬 수 있습니다.

카오스재단술술과학

뇌인지과학
융합

[강연] 기억 찾기 (4) 패널토의 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 3강 | 3강 ④

유아기 뇌 발달과 교육의 관계는 많은 부모의 관심사입니다. 뇌과학에서는 특정 기능을 습득하기에 가장 적합한 '결정적 시기'가 존재한다고 설명합니다. 예를 들어 시각이나 언어 회로는 특정 시기에 적절한 자극을 받아야 정상적으로 발달하며, 이 시기를 놓치면 나중에 회복하기가 매우 어려울 수 있습니다. 하지만 동물을 대상으로 한 연구 결과를 인간의 조기 교육에 그대로 대입하는 것은 주의가 필요합니다. 인간의 학습은 훨씬 복잡하며, 정교하게 통제된 연구를 통해 각 기능에 맞는 적기 교육의 기준을 세우는 것이 중요합니다. 기억력을 높이기 위해 시각과 청각 등 여러 감각을 동시에 활용하는 것은 과학적 근거가 있습니다. 우리 뇌에서 시냅스가 강화되는 현상인 장기 강화(LTP)가 일어날 때, 다른 경로의 정보가 함께 입력되면 기억 형성을 돕는 시너지 효과가 발생합니다. 단순히 눈으로 읽는 것보다 손으로 쓰면서 외울 때 더 잘 기억되는 이유도 여기에 있습니다. 다양한 감각 정보가 뇌로 들어오면 신경세포 간의 연결이 더욱 단단해지며, 이는 정보를 더 효율적으로 저장하고 나중에 다시 인출하기 좋게 만드는 밑거름이 됩니다. 기억은 카메라처럼 세상을 그대로 기록하는 것이 아니라, 뇌 안에서 나름의 방식으로 재구성되는 과정입니다. 정보를 저장할 때 시각, 청각, 촉각 등 다양한 감각적 '문고리'를 만들어두면 나중에 이를 인출하기가 훨씬 수월해집니다. 특히 영장류인 인간은 뇌의 절반가량을 시각 정보 처리에 할애할 정도로 시각에 민감합니다. 따라서 기억 전문가들이 사용하는 장소법처럼 정보를 시각적 이미지와 결합해 저장하는 방식은 뇌의 특성을 가장 잘 활용하는 효율적인 전략이라 할 수 있으며, 이는 정보의 장기 보존에도 유리합니다. 최근 전자기기 사용 증가로 인한 '디지털 치매'에 대한 우려가 큽니다. 하지만 이는 전자파의 직접적인 영향이라기보다 정보를 대하는 태도와 감각의 단조로움에서 기인할 가능성이 큽니다. 종이책은 특유의 질감과 냄새 등 풍부한 감각 정보를 제공하지만, 디지털 매체는 시각적 자극에 치중되어 기억의 깊이가 얕아질 수 있습니다. 또한 언제든 검색이 가능하다는 심리적 안도감이 뇌의 기억 중요도를 낮추기도 합니다. 매체의 변화에 적응하는 것도 필요하지만, 뇌를 능동적으로 사용하여 정보를 내면화하는 습관이 중요합니다. 나이가 들면서 겪는 자연스러운 기억력 감퇴와 알츠하이머와 같은 치매는 엄연히 다른 현상입니다. 노화에 따라 단순 암기력은 줄어들 수 있지만, 판단력이나 종합적인 인지 능력은 80대 이후까지도 건강하게 유지될 수 있습니다. 유전적 요인이나 생활 습관에 따라 개인차는 존재하지만, 뇌를 지속적으로 자극하고 관리한다면 고령에도 높은 수준의 지적 활동이 가능합니다. 따라서 건망증을 무조건 치매의 전조로 보며 불안해하기보다는, 뇌의 고차원적인 기능을 믿고 꾸준히 독서나 대화 등을 통해 뇌 건강을 관리하는 자세가 필요합니다. 기억의 실체는 특정 단백질이나 물질이 아니라 신경세포 사이의 연결인 '시냅스 가소성'에 있습니다. 우리가 무언가를 기억할 때 뇌는 정보를 여러 조각으로 나누어 각기 다른 회로에 분산 저장합니다. 예를 들어 할머니에 대한 기억은 얼굴 모습, 목소리, 함께했던 추억 등이 뇌 전체에 퍼져 있다가, 회상하는 순간에 다시 하나로 조립됩니다. 이 과정에서 시냅스의 구조를 키우고 연결을 공고히 하기 위해 단백질 합성이 일어나는 것이며, 이러한 역동적인 연결망 자체가 바로 우리 기억의 본질이자 외부 저장 장치와 차별화되는 지점입니다. 건강한 삶을 위해서는 잘 기억하는 것만큼이나 잘 잊어버리는 '망각'의 조화가 필수적입니다. 모든 것을 기억하는 과잉 기억은 오히려 과거에 매몰되게 만들어 미래로 나아가는 발목을 잡을 수 있습니다. 반대로 모든 것을 잊는다면 자아의 정체성을 잃게 됩니다. 결국 기억과 망각 사이의 적절한 균형이 우리의 자아를 지탱하고 변화하는 세상에 적응하게 만드는 힘입니다. 과거를 발판 삼아 현재를 살아가고 미래를 설계하는 인간의 위대한 능력은 바로 이 기억의 메커니즘에서 비롯되며, 이는 우리가 개성을 가진 존재로 우뚝 서게 합니다.

강봉균, 김상정, 최준식

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

인지능력

[인터뷰] 장이권 _ 개구리가 동굴저음을 좋아하는 이유? | 2022 카오스강연 '진화'

카오스재단석학인터뷰

[질문Q] AI에게는 언제쯤 '자아'가 생길 수 있을까?ㅣ2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 5강ㅣ자아의 탄생 : 나를 의식하는 나

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[질문Q] 여러 가지 감각이 기억에 서로 도움을 줄 수 있을까?ㅣ2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 3강ㅣ기억 찾기

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[석학인터뷰] 인간의 지능을 뛰어넘는 초지능이 가능할까? | 2020 가을 카오스강연 'Ai X'

카오스재단2020 카오스강연 'Ai X'

[카오스 술술과학] 머리 큰 사람은 머리가 좋을까?

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