재미있는 인공지능(AI) 이야기(#6)

안녕하세요?
오늘은 AI 기본개념에 대해서 신경과학(Neuroscience) 적으로 요약합니다.

신경과학(Neuroscience)

* 두뇌는 어떻게 정보를 처리하는가?

신경과학은 신경 시스템, 특히 두뇌에 대해서 연구하는 학문이다.
두뇌가 생각하는 방식은 과학적으로 접근하기 힘든 아주 신비한 것이다.
머리가 정신적인 것들에 깊숙히 관여한다는 확신 때문에,
두뇌가 생각하는 방식을 이해하기 위해서 수천년동안 노력해 왔지만,
인간의 두뇌는 뭔가 다르다라는 정도로 인식하고 있을뿐이다.
아리스토렐레스는 다음과 같이 언급했다.
"모든 동물들 중에서, 인간은 육체에 비해서 더 큰 두뇌를 가지고 있다".
18세기 중엽 이전까지는 두뇌가 자각적으로 폭넓게 인식한다는 것에 관심을 가지고 있지 않았다.
그 전에는 단지 심장과 비장(지라)을 포함 시키는 정도였다.

1861년에 Paul Broca(1824-1880)는 뇌손상을 입은 환자의 실어증에 관한 연구에서
뇌에는 특정적인 것의 인식을 담당하는 부분이 존재한다는 것을 보여주었다.
특히, 그는 언어는 뇌의 좌측(좌뇌반구)에서 발생한다고 했으며, 이것을 Broca의 영역이라 한다.
그당시, 뇌는 신경세포 혹은 뉴런으로 구성되어 있다는 것을 알았는데,
이것은 1873년에 Camillo Golgi(1843-1926)가 뇌에서 각각의 뉴런들을 관찰하기 위해서
염색(잉크자국을 내는)하는 기법이 개발되면서 알려지게 되었다.
이 기술은 Santiago Ramon Cajal(1852-1934)이 뇌의 뉴런적 구조에 대한 연구를 개척하는데 사용했다.
Nicolas Rashevsky(1936,1938)는 신경 시스템 연구에 수학적 모델을 최초로 적용한 사람이었다.

현재 우리는 뇌의 특정 부분과 신체의 일부분을 서로 연결하는 몇가지 데이터를 가지게 되었다.
그러나, 우리는 뇌의 일부분이 손상되었을때 다른 부분이 그 기능을 어떻게 대신 하는지는
완전하게 이해하지 못하고 있다. 각각의 기억이 어떻게 저장되는지에 대한 이론도 아직 없다.

1929년에 Hans Berger가 뇌파전위기록장치(EEG)를 발명하면서부터 온전한 뇌의 활동을 측정하기 시작했다.
최근에는 자기공명영상 기록장치가 개발되어 신경과학자들이 뇌의 활동을 자세한 이미지로 관찰할 수 있게 되었고,
뇌의 인지 처리 과정이 어떻게 진행되는지 흥미롭게 층정하는 것이 가능해 졌다.
이러한 것들은 뉴런 활동의 단일 세포 기록쪽에서 진행되어 발표되고 있다.
2007년에 Han과 Boyden은 각각의 뉴런들은 전기적, 화학적 혹은 광학적으로 자극된다고 하면서,
뉴런적인 입력과 출력 관계를 그리는 것을 가능하게 했다.
이러한 연구의 진척에도 불구하고, 우리가 뇌의 인지 능력이 실제적으로 어떻게 처리되는지
이해하기에는 여전히 어렵고 요원하다.

1992년에 John Searle는 다음과 같은 간결한 표현으로 뇌가 마음을 형성한다고 했다.
"간단한 세포들의 집합으로 생각과 행동, 자각을 이끌어 낸다는 것은 실로 놀라운 결론이다."

또다른 이론으로 신비주의가 있는데,
이것은 인간의 뇌(마음)는 물리적인 과학 이상의 신비한 무언가에 의해서 동작한다는 것이다.

사람의 뇌와 디지털 컴퓨터는 서로 다른 특성을 가지고 있다.
컴퓨터는 사람의 뇌보다 백만번이나 빠른 싸이클 타임을 가지고 있다.
비록 거대한 슈퍼컴퓨터들이 인간의 뇌와 비슷한 용량을 가지고 있더라도,
사람의 뇌는 개인용 컴퓨터보다 더 많은 저장소를 빠르게 상호 연결하는 능력을 가졌다.
(그러나 뇌는 모든 뉴런들을 동시에 사용하지 않는 것 같다).
예견자들은 컴퓨터가 슈퍼맨의 수준과 같은 능력까지 도달할 수 있을 것이라며
이러한 수치들을 만들고 주목하고 있다.(Vinge, 1993; Kurzweil, 2005).
그러나, 단순히 이러한 방식으로 비교하는 것에 효과적인 의미를 부여할 수 없다.
컴퓨터가 무제한적인 용량을 가졌다 하더라도, 우리는 인간의 뇌가 가지고 있는 지적 수준에
어떻게 접근할 수 있을지 여전히 모르고 있다.

참고서적:
Artificial Intelligence: A Modern Approach (3rd Edition)
by Stuart Russell, Peter Norvig

의역:
Jung,JaeJoon(rgbi3307(at)nate.com) on the www.kernel.bz