브레인 3.0

프롤로그
목차

제1부
브레인 1.0, 경이로운 인간의 뇌

세상에서 가장 효율적인 컴퓨터
불완전한 존재, 인간
첫 번째 질문?두 번째 질문?세 번째 질문
네 번째 질문?다섯 번째 질문

제2부
브레인 2.0, 다른 두뇌의 가능성, 인공지능

인공지능의 끝없는 진화
여섯 번째 질문?일곱 번째 질문?여덟 번째 질문
아홉 번째 질문?열 번째 질문?열한 번째 질문
열두 번째 질문

제3부
브레인 3.0, 결합두뇌와 인공두뇌

전 세계 IT 리더들은 왜 뇌공학에 주목하는가?
인공지능과 결합하면 더 스마트해질 수 있을까?
우리 뇌기능을 보조하는 보조 인공두뇌는 가능할까?
뇌의 일부를 전자두뇌로 대체할 수 있을까?
마이크로칩을 이식해서 뇌 자극을 한다?
열세 번째 질문?열네 번째 질문?열다섯 번째 질문
열여섯 번째 질문?열일곱 번째 질문

에필로그
참고문헌

인간의 뇌가 ‘에너지 효율’만을 중요시하며 진화하다 보니 생존에 필수적이지 않은 기능에 있어서는 다른 동물이나 기계에 비해 불완전하거나 기능이 떨어지는 측면도 분명히 있습니다. 생존에 필수적이지 않으니 상대적으로 최적화가 덜 된 것으로 봐야겠죠. 그렇다 보니 인간의 뇌는 가끔 실수나 착각을 하기도 하고 여러 가지 질환에 취약하기도 합니다. 아마도 우리의 두뇌가 완전하다면 ‘뇌공학’이라는 학문은 존재하지 않았을지도 모릅니다. 뒤에서 자세히 살펴보겠지만 인간의 두뇌가 가지고 있는 불완전성을 어떻게 보완하느냐가 바로 뇌공학 분야에 던져진 과제라고 할 수 있습니다.
_세상에서 가장 효율적인 컴퓨터

여러분은 뇌를 왜 연구해야 한다고 생각하세요? 강연을 다니면서 이 질문을 많이 던졌는데 도통 만족스러운 대답을 잘 듣지 못했습니다. 그런데 몇 년 전, 제 큰 딸이 다니던 초등학교 2학년 교실에서 일일 교사를 한 적이 있었는데요. 그때 제가 똑같은 질문을 던졌더니 맨 뒷자리에 앉은 똘똘해 보이는 남학생 하나가 손을 번쩍 들고 말하더군요. “뇌에 생기는 질병을 고칠 수 있고 뇌를 닮은 컴퓨터를 만들 수 있기 때문입니다.” 바로 제가 기대하던 답변이었습니다.
_첫 번째 질문

제가 말씀드린 두 가지 사례는 모두 우리의 뇌가 얼마나 환경에 잘 적응하는지를 보여주고 있습니다. 우리의 신체 장기와 뇌는 분명히 밀접하게 소통하고 있지만 달라진 장기에 우리의 뇌는 달라진 장기에 우리의 뇌는 생각보다 빠르게 적응할 수 있습니다. 마치 원래부터 우리가 갖고 있었던 신체의 일부인 것처럼 말이죠. 따라서 저는 우리의 뇌만 온전히 남아 있다면 전신이 기계로 대체된다고 하더라도 ‘인간’으로 볼 수 있다고 생각합니다. 우리의 마음은 심장에 있는 것이 아니라 뇌 속 깊은 곳에 자리 잡고 있기 때문입니다.
_두 번째 질문

인간의 진화는 거의 멈춰 있는 반면 인공지능은 계속해서 진화를 거듭하고 있습니다. 앞서 살펴 본 챗봇의 사례 이외에도 페이스북에서 개발한 사람 얼굴 인식 인공지능인 ‘딥페이스Deep Face’는 사람의 얼굴 인식 수준을 이미 따라잡았습니다. 알파고를 만든 구글 딥마인드는 이제 우리나라의 국민 게임인 스타크래프트에 도전장을 내밀었고, ‘알파스타’라고 불리는 이 인공지능 플레이어는 게임 스타크래프트 2에서 유명 프로게이머들을 제치고 ‘그랜드 마스터’ 레벨(상위 0.2%)에 등극했다고 합니다.
_인공지능의 끝없는 진화

머신러닝을 이용한 패턴 인식 기술의 발전으로 개인차가 큰 필체 인식이나 음성 인식이 가능해졌고, 인공지능 컴퓨터 시스템인 IBM의 왓슨은 철옹성처럼 여겨졌던 의사의 권위에 도전하고 있습니다. 법률 분야에서는 인공지능 기술이 접목된 판례 검색 소프트웨어가 보급되어 법률 관련 사무원의 업무를 대체하고 있습니다. 여러분들이 접하는 금융이나 스포츠 관련 기사들 중에는 인공지능 기자가 쓴 기사를 어렵지 않게 찾아볼 수 있게 됐습니다.
_여섯 번째 질문

기계가 의식을 가질 수 있느냐라는 질문은 아주 철학적인 질문이기도 하고 연구자마다 다른 다양한 답이 나올 수 있는 질문입니다. 하지만 저는 개인적으로 ‘인공지능 기술이 인간을 모방하는 방향으로 계속 발전한다면 언젠가는 가능하지 않을까’라는 생각을 갖고 있습니다. 그렇기 때문에 인공지능이 어떤 판단을 내렸을 때, 왜 그러한 판단을 내리게 되었는지를 인공지능 스스로가 설명할 수 있다면 저는 그 인공지능이 의식을 가진 것으로 봐도 되지 않을까 생각합니다.
_열한 번째 질문

쉬운 일은 아니겠지만 언젠가 뇌와 인공지능을 결합할 수도 있겠다는 생각이 들게 하는 여러 연구들이 있습니다. 뇌-컴퓨터 인터페이스 분야에서 가장 앞서 가는 국가인 미국에서는 원숭이의 뇌에 바늘 형태의 전극을 이식하고 생각만으로 로봇팔을 움직이는 실험에 성공했었죠. 이에 대해선 1부에서 다뤘었습니다. 2004년에는 브라운대학교 연구팀이 매슈 네이글이라는 사지마비 환자의 대뇌 운동피질에 100개의 작은 바늘이 달려 있는 전극을 집어넣고 생각만으로 마우스 커서를 움직이게 하는 데 성공했죠. 8년 뒤인 2012년에는 역시 브라운대학교 연구팀이 마우스 커서 조작 대신 생각만으로 로봇팔을 움직이게 하는 데 성공했습니다.
_우리 뇌기능을 보조하는 보조 인공두뇌는 가능할까?

강연을 다니면서 가장 많이 받는 질문은 “언제쯤이면 SF영화에서처럼 인간 뇌의 일부를 전자두뇌로 대체할 수 있을까요?”라는 질문입니다. 영혼 없이 100년 뒤라고 대답할 수도 있겠고, 미래학자도 아닌 제가 어떻게 알겠느냐고 반문할 수도 있겠지만 언젠가부터 저는 20~30년 뒤에 그러한 세상이 오더라도 전혀 이상하지 않을 것 같다고 답변합니다.
_에필로그

저는 뇌공학을 공부하고 가르치는 뇌공학자입니다. 익숙한 학문이 아니라 조금 더 설명을 하는 편이 좋겠군요.