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의식의 탄생 - 의식은 혼돈에서 어떻게 태어날까?
오기 오거스.사이 개덤 지음, 김아림 옮김 / 진성북스 / 2026년 5월
평점 :
지구에서 40억년전 생명체가 탄생한다. 그리고 10억년이 더 지나자 그제서야 어떠한 목적도 의도도 없는 상태에서 마음이 탄생하기 시작한다. 새로 태어난 생명체는 그 화학적 시스템이 무엇이든 매우 작은 지방덩어리에 쌓여있었다. 지방산 같은 특정 큰 분자들은 스스로 자연스레 막을 이루는 성질이 있는데 이 경계로 인해 나와 외부가 구분되며 존재가 생겨났고, 그 존재 전체를 보호하기 위한 노력이 시작된다. 즉, 생명체의 진화가 시작된 것이다.
인간은 오랫동안 영혼, 즉 마음과 몸을 분리해서 생각해왔다. 하지만 마음과 몸의 분리는 불가능하다. 특정 사고는 그 사고가 구현되는 몸의 물리적 배열과 구성에 의존하기 때문이다. 인간과 선충의 마음이라는 것이 도저히 같은 수 없는 것이다. 마음은 감각을 행동으로 바꾸는 물리적 시스템이다. 주변환경에서 일련의 입력을 받으면 그것들을 반영해 환경에 맞춰 출력을 변환한다. 먹을 것을 보면 허기가 지고 먹기 위해 달려들며, 위협적인 날씨면 안전한 곳으로 대피하는 것들이 일련의 입력을 받아 마음이 몸에 출력을 행한 것들이다. 이런 일련의 마음의 작동은 당연히 생명체의 안녕과 생존을 위한 것이다. 그리고 두 가지의 선행요소가 필요한데 바로 환경을 인지하는 감각과 그것에 따라 행동하는 행동자이다.
이는 지금의 생명에겐 당연한 것이지만 최초의 생명에겐 그렇지 않았을 것이다. 주변의 환경을 감각하는 것 자체가 어려운 일이다. 그래서 최초의 감각자와 행위자는 자극에 안정적으로 반응하지 못하거나 원하는 행동을 일관적으로 일으키지 못하여 자유롭게 부유하는 분자들의 엉성한 사슬로 이루어진 볼품없는 장치였을 것이다.
이후 감각과 그에 대응하여 움직이는 행위 장치가 발전하며 가장 단순화된 형태의 마음인 하나의 감각과 하나의 행위자를 가진 생명이 탄생한다. 그리고 그제서야 특정 목적을 향하는 것해 행동하는게 가능해졌다.
1. 고세균의 마음
고세균은 세포막은 있지만 핵은 없는 단세포 생물이다. 호염성 세균은 광원을 찾아 이동한다. 이들은 두 개의 감각자와 두 개의 행위자가 병렬로 연결된다. 감각자인 로돕신이 빛을 탐지하고, 빛이 감지되지 않으면 편모에 운동신호를 보낸다. 고세균은 원래 감각자와 행위자가 직선으로 연결되었다. 그래서 빛을 편모가 탐지하면 그냥 그리로 나아가는 형태였다. 하지만 돌연변이로 배선이 교차가 발생한다. 그러면 빛이 없을 때 편모가 움직여야 반대로 움직이게 되어 빛을 찾아 헤매게 된다. 그리고 빛에 도달하면 편모가 움직이지 않아 거기에 머무는 방식이다.
세균은 고세균과 달리 두 가지 움직임이 있다. 하나는 달리기로 목표를 향해 나아가는 것이고, 다른 하나는 뒹굴기다. 이는 무작위적이고 불규칙한 움직임이다. 고세균의 편모는 자극에 따라 편모의 운동강도가 달라진다. 하지만 세균은 여기에 약하고 지속적인 편모의 움직임이 추가된다. 그래서 주변에 먹이가 없을 시 편모가 무작위로 움찔거려 세균이 무작위로 주변을 탐색하게 한다.
즉, 이는 상황에 따른 의사결정을 의미하며, 한 곳에 머물던 유기체가 적극적으로 주변을 탐색하여 사냥, 채집을 시도하는 유기체로 바뀌었음을 의미한다.
2. 세균의 마음
기억은 특정 과제를 하기 위해 생겨난 것이다. 먹이는 반드시 하나만 있지 않다. 여러 개가 동시다발적으로 다른 거리에 존재할 수 있으며 그것은 끊임없이 변화한다. 세균처럼 작은 것들에게 먹이는 농도개념으로 나타난다. 먹이가 전혀 없는 지역이라면 모르겠지만 세균은 워낙 작기에 먹이 농도가 있는 곳으로 진입을 할수 있다. 그러면 사방이 먹이이기에 세균은 지속적으로 불필요한 움직임을 갖게 된다.
해결전략은 먹이 하나하나를 쫓는 대신 먹이 농도가 가장 높은 곳을 찾는 것이다. 대장균이 이를 실행한다. 대장균은 먹이 농도가 높은 곳으로 돌진하고 도달하면 뒹굴며 머문다. 농도가 높고 낮음은 공간의 문제다. 하지만 대장균은 워낙 크기가 작기에 앞뒤로 이를 비교하는 것은 무의미하다. 그래서 시간으로 해결한다. 지금 감지한 농도가 조금 전보다 높다면 이는 올바로 이동하는 것이다. 그리고 그 전과 지금을 비교하려면 기억이란 기능이 필요하다.
대장균도 고세균과 세균처럼 먹이에 반응하는 두 감각자와 움직이는 두 행위자로만 구성된다. 다만 기존 감각자는 자극의 강도에 비례하는 반면 대장균의 것은 먹이 자극을 받으면 되례 약해진다. 대장군의 감각자는 당연히 먹이를 감지하면 기존처럼 강하게 자극을 받는다. 하지만 일단 작동이 되면 먹이에 대한 반응성이 서서히 감소한다. 심지어 먹이 농도가 유지되고 감각자의 신호가 줄어든다. 다시 반응하려면 충전 시간이 필요한데 이것이 습관화다.
이는 에너지 낭비를 하지 않기 위해 필수적이다. 대장균은 먹이 농도가 점차 증가하는 곳으로 돌진하다 도달하면 감각이 무뎌지면서 행위자로 자극이 가지 않아 행동이 멈춘다. 마땅히 있어야 할 곳에 머물게 되는 것이다.
3.아메바의 마음
아메바는 세균에 비해 운동능력이 크게 향상된다. 편모에서 위족으로 발전한 것이다. 위족은 가고 싶은 방향으로 젤라틴 덩어리를 먼저 뻗고 끈적이는 돌출부를 따라 몸이 이동하게 한다. 아메바는 세균이 비해 매우 크기에 먹이가 농도 수준이 아니다. 그래서 공간, 즉, 앞과 뒤의 먹이 차이로 비교가 가능하다. 다만 먹이를 찾아 돌진하고, 뒹구는 방식은 세균과 유사하다.
아메바의 감각자는 세균에 비해 획기적인데, 그것은 무엇을 감지하느냐가 아니라 어디서 감지하느냐로 작동하기 때문이다. 이 감각자는 최초로 몸의 외부가 아닌 내부에서 입력을 받는다. 몸의 생리적 과정이 뇌의 정신적 가정에 처음으로 영향을 미치기 시작한 것이다. 이 감각자는 바로 몸의 굶주림을 탐지한다. 굶주리기 전 아메바는 대장균처럼 먹이를 탐색하고, 독을 피하는 익숙한 목표를 추구한다. 하지만 굶주림을 감지하면 감각자와 행위자를 깨우는 경고신호를 보낸다.
깨어난 행위자는 이동하지 않고 발신기 역할을 한다. CAMP라는 유기분자를 이동하며 떨어뜨리는데 이는 내가 여기 있었음을 나타내는 표지다. 그리고 깨어난 감각자는 이 유기분자를 감지한다. 그리고 이를 따라 개체가 움직이게 한다. 즉, 굶주인 아메바들이 한 공간에 모여 있고 여기에 먹이가없다면 각 아메바들이 서로 움직이며 CAMP 분자를 서로 분비한다. 서로가 서로를 따라가게 되고 급기야 모든 아메바들이 서로 의사소통하지 않았음에도 한 곳에 뭉치는 결과가 나타난다.
하나로 모인 아메바들은 크고 끈적이는 포자 덩어리로 덮인 하나의 가늘고 긴 줄기를 생성한다. 이 줄기는 운이 좋으면 지나가는 큰 곤충이나 동물에 붙게 되어 다른 곳으로 아메바 전체를 이동시킨다.
4.히드라의 마음
멀티 태스킹은 몸의 두 부위 이상을 동시에 움직이면서 두 가지가 모두 별도의 목표를 달성하는 것이다. 그리고 이를 위해서는 한 행위가 다른 행위를 방해해서는 안된다. 즉, 나머지 신체부위와 독립적으로 움직일 수 있어야 하는 것이다. 고세균에서 아메바까지는 신체구조가 단순하여 해부학적으로 이것이 불가능하다. 한 번에 하나의 활동과 하나의 목표 추구만 가능한 것이다. 그래서 등장한 것이 특수한 신체 부위의 발달과 그것을 독립적으로 제어할 뉴런 연결망이다.
히드라는 해파리, 말미잘, 산호를 포함하는 자포도물의 일원이다. 자포동물과 유즐동물은 뉴런을 가진 가장 오래된 생명체다. 뉴런은 특수세로포 기능적으로 보면 독자적으로 운영되는 분자 수준의 마음이다. 이 뉴런이 모여 뇌를 이루는데 히드라는 뇌가 없다. 그냥 뉴런이 그물망처럼 몸에 퍼져있다.
뉴런도 감각과 행위자로 구분한다. 뉴런의 신호는 분자 신호보다 훨씬 빠르며 먼거리를 이동해 신뢰성이 높다. 뉴런 수준의 사고는 그래서 분자 수준보다 강력하고 다재다능하다. 히드라의 촉수, 줄기, 입은 각기 다른 기능을 수행한다. 이는 각자의 사고를 관리하는 마음을 필요로 한다. 히드라는 아메바보다 부피가 1억배에 달한다. 이는 뉴런 수준의 마음이 관리 가능한 환경의 범위를 크게 확대함을 의미한다.
히드라는 그럼에도 자연계에서 가장 단순한 생명체다. 몸전체를 감싼 얇은 젤리 같은 피부 속에 2개 층으로 배열된 감각자와 행위자가 전부다. 감각자 뉴런은 외부와 마주치는 표피안에 있고, 행위자 뉴런은 표피와 안쪽층인 내비사이에 위치하여 그 사이의 근육과 연결된다. 각 신체부위는 독립적인 행위와 연결망을 갖고 있어 줄기, 입, 촉수, 밑받침이 각각 따로 운동한다.
이처럼 히드라는 뉴런과 독특한 기관의 발달로 각각의 독립적 행위가 가능하지만 분자수준의 마음과 마찬가지로 중앙통제자나 결정자는 없는 상태다.
5. 선충의 마음
선충은 여러 동물이 육지에 터를 잡기 전부터 바다 밑바닥을 훓고 다녔다. 선충은 지구 거의 모든 서식지에 생존한다. 그래서 지구상 모든 동물의 무려 80%가 선충류다. 몸길이는 1mm정도로 히드라보다도 작고 팔다리도 없다. 선충은 세포가 959개에 불과하고, 뉴런 역시 히드라가 수천개인 반면 선충은 302개에 불과하지만 시냅스는 무려 7천개라는 점에서 큰 차이가 난다.
그래서 선충은 히드라보다 작지만 뉴런 수준에서 더 복잡한 마음을 갖는다. 우선 신경다양화다. 히드라는 12종의 뉴런을 갖지만 선충은 최소 70가지다. 1700개의 화합물을 감지하는 정교한 냄새감지 뉴런을 갖고 있다. 다음은 연결망의 복잡화다. 히드라까지는 자극에 대한 반사반응이 결정적이었다. 하지만 선충은 안과 뒤라는 2개의 행위자 연결망으로 개체의 움직임을 제어한다. 히드라는 단순히 고정되어 주변에 반응하지만 선충은 적극적으로 주변 환경을 탐색한다. 그렇기에 자극이 필연적으로 많아지게 된다. 따라서 모든 자극에 반응하는 것은 매우 비효율적이되기에 모든 감각정보에 대해서 신속히 판단해 행동하는 혁신이 요구된다.
그래서 선충은 기존의 감각자와 행위자에 사고자가 추가된다. 선충은 2종류의 사고자를 갖고 있는데 하나는 전진운동과 연결되고 다른 하나는 후진운동에 연결된다. 사고자를 상호 연결되어 있어 자극이 더 강한 쪽으로 개체의 행동이 결정된다. 그래서 복잡하거나 모순된 상황에서도 더 강한 감각자 입력이 승리하여 다른 쪽을 억제하기에 다양한 감각상황에서 결정을 내리게 된다.
6.편충의 마음
주변환경을 제대로 인지하고 구별하려면 단순 자극 감지 비교만으로는 불완전하다. 패턴을 읽고 의미를 찾아내는 능력이 필요하며 그것은 지각의 영역이다. 그리고 이 지각을 하려면 비로소 뇌가 필요하다. 선충까지는 자극의 강약을 전달하고, 그것을 결합하여 판단했다. 하지만 패턴에 이르진 못한다.
물리적 실재에 내재한 패턴의 풍부한 구조를 활용하려면 마음을 후각, 시각, 맛, 촉각, 청각등 각각의 특성에 맞는 새로운 역학을 개발하여야 한다. 이는 몸이 뇌에 맞게 구성되어야 하는 것을 의미한다. 대표적인 것이 동물의 얼굴이다. 동물의 얼굴이 이 여타의 감각자들이 뇌에 매우 가깝게 모여있다. 자극들을 빠르게 종합적으로 모아 뇌에 전달하여 패턴을 형성하기 위함이다.
플라나리아는 한 쌍의 홑눈이 존재한다. 진정한 눈은 아니다. 머리 옆에는 뾰족한 부속물이 귀처럼 튀어나왔는데 이것이 후각기관이다. 편충류는 인간 뉴런과 비슷한 특성을 공유한다. 세로토닌, 도파민, 아세틸콜린, GABA와 같은 신경전달물질과 수상돌기, 시냅스소포, 종발단극같은 신경구조가 그러하다.
편충은 복잡한 환경에서 길을 잃지 않는 최초의 생명체다. 편충은 지각기관이 몸 한쪽 끝에 집중하며 앞과 뒤가 해부학적으로 의미있게 구분되며 머리가 생기는 두화현상이 생겼다. 그리고 지각기관이 집중한 머리가 몸과 독립적으로 움직이며 환경을 능동적으로 감지한다.
7. 초파리의 마음
발전한 생명체의 마음에서 가치평가는 필수다. 곤충은 몸 전체가 유연하며 쉽게 변화해 환경 적응력이 높다. 뇌 역시 쉽게 적응한다. 파리는 약 2억 4천만년전에 갈라나왔고 현재 파리목에는 11만종이 존재한다. 초파리는 강모로 덮인 관절이 있는 6개의 다리를 가진다. 턱과 주둥이가 달린 복잡한 입과 날개도 있다. 초파리는 평생 수km를 돌아다닌다. 접촉 환경 범위가 넓은 만큼 판단해야할 주변 자극도 많다. 그렇기에 더 정교한 지각기관가 감각자, 사고자 연결망이 필요하다. 정교한 지각기관은 주황색 눈2개와 짧은 더듬이 2개다. 더듬이는 진동, 맛, 냄새 등 다양한 자극에 반응한다. 초파리의 마음체계는 주로 시각과 후각이다.
시각과 후각은 둘다 근본적으로 다른 패턴을 보이기에 전혀 다른 종류의 사고가 필요하다. 그래서 탄생한게 모듈이다. 특정 종류의 감각 패턴을 처리하기 위해 짝지은 감각자 연결망과 사고자 연결망이 바로 모듈이다. 시각모듈은 망막에서 포착한 원시 신호를 3개의 구조화된 사고자 층과 하나의 비구조화된 층 총 4개의 층을 통해 처리된다. 후각은 2개 층에 불과한데 이는 시각이 냄새의 종류와 강도만 있는 후각에 비해 색, 경계, 모양, 깊이, 움직임등 처리요소가 많고 복잡하기 때문이다. 그래서 시각모듈은 깊고 후각 모듈은 얇다.
그리고 표상이 탄생한다. 모듈은 감각을 평가한다. 각각의 냄새를 식별하고, 모두를 하나로 암호화한다. 이것을 가치모듈로 전달하며 여기서 무엇을 할지 결정한다. 표상이 풍부하고 정교할수록 마음은 더 풍부하고 정교하게 가치평가한다. 표상은 서로 다른 모듈이 소통하도록 돕고 뉴런 수준의 마음이 가진 조직화 문제를 해결한다.
조직화 문제가 해결되면 모듈 수준의 마음에는 또 다른 3가지 문제가 등장한다.
안정성의 딜레마는 어떤 표상이 안정지속화하고, 어떤 표상에 제거되어야 하는가의 문제다.
불확실성의 딜레마는 표상에 갖고 있는 모호성에 대한 문제다.
주의집중의 딜레마는 여러 표상 중 어디에 집중해야 하는가의 문제다.
8. 물고기의 마음
시각적 신경 모듈은 광자의 실시간 패턴이라는 감각 입력을 시각적 장면이라는 표상으로 변환한다. 중요한 것은 이 표상이 시각적 모듈의 범위 안에 남아 있는 우리의 의식적 자각에 들어오지 않는다는 것이다. 시각적 장면 모듈속 장면에 대한 표상은 의식 이전의 단계에 있다. 다른 모듈에 의해 더 가공되어야 비로소 의식으로 들어간다. 그러면 인식이 된다.
시각적 장면 모듈은 시각과 인식 둘다를 지원해야 한다. 그래서 모듈은 장면을 전경과 배경으로 분할한다. 테니스를 치면 공이 전경이 되고 나머지가 배경이 된다. 시각적 장면 모듈은 두 개의 상호의존적 신경시스템이다. 하나는 사물의 경계를 처리하고 다른 하나는 사물의 표면을 처리한다. 양자가 같이 작동해야 시각과 인식 모두에 활용하는 장면의 표상이 만들어진다. 경계담당은 망막에서 온 입력값을 처리해 사물의 모서리와 가장자리를 식별한다. 틈, 방해물이 있으면 누락 부분에 선을 그어 완성한다. 눈에는 맹점과 망막위로 정맥이 교차해 조각이 나 틈새가 발생한다.
경계가 완성되도 장면은 모호하다. 경계 담당은 1차 윤곽선을 표면담당과 공유하고, 표면 담당이 테두리 사이의 공간을 색으로 채워 1차 표상을 생성한다. 그리고 경계를 다듬는다. 마지막으로 양자는 가장 가까운 크거나 밝은 표면을 식별하고 인접한 표면은 약화한다. 그래서 가까운 것이 전경으로 튀어나오고 나머지는 약화된다.
물고기는 4억 5천만년전 분기했다. 3만 4천종이 있고, 3색시를 갖고 있으며, 3차원 대상 구별을 하여 정교한 목표 설정이 가능하다. 시각적 장면 모듈안의 예비 표상은 다른 모듈의 개입 없이는 의식으로 오지 않는다. 이는 정신의 나머지 부분이 잘못되거나 불완전한 의식을 통해 활동하지 않도록 방지하기 위해서다. 시각적 모듈은 주목할 만한 표상을 완성하고 그러면 의식생성모듈과 불확실성 딜레마를 처리한다. 그래서 착시 현상이 생겨난다. 불확실한 것으로 억지로 채워넣어 확실한 것으로 보려하기 때문이다. 그래서 인간도 물고기도 변이 뚫려 실제는 삼각형이 아닌 카니자의 삼각형을 확실히 삼각형으로 인식한다.
9.개구리의 마음
척추동물은 몸이 크고 중력의 작용을 받아 부상위험이 크다. 작은 것들 그리고 물에 사는 것들은 충돌에 의한 피해가 작다. 하지만 몸이 커지면 충돌이 개체의 생존을 위협할 만한 수준이 된다. 그래서 매우 정확한 목표 타격이 가능해야 한다.
개구리는 물고기와 뇌가 거의 같다. 하지만 차이점이 있다. 목표에 다가가야 하는 것이다. 수중에서는 물이 있기에 먹이에 아주 가까이 다가가지 않아도 흡입으로 인한 섭취가 가능하다. 하지만 육상에서 그것은 불가능하다. 즉, 이는 먹이에 직접 접촉해야 함을 의미한다.
그래서 어떻게 모듈이 필요하다. 어떻게 모듈은 3개로 구성된다. 우선 목표물의 위치다. 이 표상은 시각적 좌표집합으로 암호화된 대상 위치의 표상을 생성하는 어디 모듈에 의해 구성된다. 다음은 몸의 위치다. 목표물에 다가갈 때 신체 부위의 위치와 방향에 대한 표상이다. 신체 내부의 기계적 감각자들이 생성한다. 마지막은 차이 연진이다. 이는 몸과 목표물의 거리를 조정하는 역할을 한다. 차이연진은 목표의 시각좌표를 몸의 신체좌표로 변환하고 신체를 움직여 이것이 0이 되게 만든다.
신경과학자들은 목표물의 위치가 가진 형식을 몸의 위치가 가진 형식으로 번역하는 것을 회로 만들기라고 한다. 회로만들기는 생애 초기에 모터 웅얼거림이라는 정신역학으로 시작한다. 모터 웅얼거림 동안 어떻게 모듈은 지도 만들기 모드로 들어가 몸의 사지를 무작위로 움직이라 명령한 다음 사지가 꼼지락되는 동안 그것을 관찰한다. 어린 아이가 자발적으로 자신의 얼굴 앞에서 손을 휘젓는 과정이다. 어디 모듈이 공간에서 손이 어디 있는지 파악해 시각적 좌표의 표상을 생성하고 이것이 어떻게 모듈로 피드백된다. 동시에 몸의 위치를 다루는 고유의 수용감각시스템은 손의 신체좌표를 생성해 어떻게 모듈로 보낸다. 최종적으로 어떻게 모듈이 몸의 시작적 좌표를 신체 좌표에 연결해 지도를 업데이트 한다.
어떻게 모듈은 모듈적 마음의 문제인 불확실성 딜레마와 주의 집중 딜레마를 해결한다. 하지만 안정성 딜레마는 그렇지 않다. 해결방안은 과거를 잊는 것이다. 목표물-몸 미도는 성장, 부상, 노화로 인해 꾸준히 업데이트되어야 한다. 그 과정에서 과거의 지도는 완전히 잊혀진다.
10. 거북의 마음
이로운 것과 해로운 것의 구분은 매우 중요하다. 하지만 이는 끊임없이 변화하는 자극을 인식하고 분류하고 예측해야 한다. 그리고 이를 위해 무엇 모듈이 필요하다. 무엇 모듈의 작동 핵심 원리는 어떻게 모듈과 같다. 2가지 정신 표상을 비교하는 것이다. 무엇 모듈은 지각된 사물의 상향식 감각 표상을 그 사물이 무엇으로 예상되는지에 대한 하향식 표상과 비교한다.
상향식 입력값은 시각적 모듈이 제공한 것이다. 하향식 표상은 우리의 예측, 이전에 마주친 대상에 대해 무엇 모듈에서 기억에서 추출한 것이다. 무엇 모듈은 관찰된 증거를 가설과 비교해 대상이 예상범주인지 판단한다. 검토 결과 일치하는 것이 없다면 무엇 모듈은 새 대상을 학습한다. 마음전체가 높은 경계상태로 가서 각성 신호가 나타난다. 상향식 회로에서 새 범주에 대한 표상을 형성하고 기억한다.
어떻게 모듈은 변형이 일어나면 과거를 삭제한다. 그리고 다른 활동에도 영향을 미치지 않는다. 하지만 무엇 모듈은 원형을 지우는게 아니라 수정한다. 그리고 다른 활동과 상호작용을 하고 영향을 미친다. 무엇모듈은 장기기억에 저장되고 망각을 겪지 않은 체 그 기억을 변화하여 안정성 딜레마를 해결한다. 대상이 가설과 일치하면 불확실성 딜레마가 해결디고, 일치하여 공명하면 마음의 나머지 부분을 각성시켜 주의집중 딜레마도 해결한다.
11. 쥐의 마음
마음이 똑똑해지는 방법은 3가지다. 각 목표를 추구하는 모듈이 서로 협력하는 것, 모듈의 메모리 용량을 확장하는 것, 정신의 대역폭을 증가하는 것이다.
쥐는 설치류의 하나인 쥐과로 포유류의 25%가 여기 속한다. 쥐는 수백마라의 무리와 섞여 살며 복잡한 사회적 관계를 형성한다. 쥐는 정교한 어디 모듈을 갖고 있어 복잡한 주변 환경을 쉽게 탐색한다.
시각적 무엇 모듈이 해결해야 할 과제는 특정 장면의 어떤 일부를 잠재적 대상으로 취급해야 할지의 여부다. 예를 들어 나무를 인식할지, 나무 속의 새를 인식할지의 여부다. 새로운 대상을 배울 때 무엇 모듈은 대상 자체의 특징에만 집중한다. 여기서 정신적 교환이 불가피하다. 상향식 전경 표현이 하향식 시각 좌표와 일치하는 경우, 즉 관측 대상과 예측 대상의 위치가 일치하면 그 표면과 그 위치에 대한 표상이 동기화되고 증폭되어 연장된다. 이 공명이 주의집중 장막이다.
어디 모듈은 어떻게 모듈과 주의집중 장막을 공유한다. 어떻게 모듈은 이 장막을 사용해 대상을 목표물로 겨눈다. 어디모듈은 무엇모듈과 장막을 공유해 무엇 모듈이 장막의 일부가 인식 대상인지의 결정에 도움을 준다.
무엇 모듈은 대상의 각 부위, 회전시 모습 변화 등에도 이들이 모두 같은 대상임을 인지해야한다. 주의집중 장막이 이를 해결해주고, 이것이 안정적 경계를 제공한다.
예를 들어 쥐가 씨앗으로 추정되는 것을 어디 모듈로 탐색한다. 발견시 시각 모듈이 집중하며 어디 모두가 전경에 주의집중장막을 펼쳐서 무엇 모듈이 비교한다. 이 때 불일치라면 다시 어디 모듈로 탐색을 재개하고, 일치한다면 무엇모듈과 어디모듈이 공명하여 쥐가 씨앗으로 돌진하게 된다.
12. 새의 마음
포유류는 대뇌피질을 보유하나 조류는 그렇지 않다. 대신 조류는 정교한 언제 모듈을 보유한다. 언제 모듈은 연속적인 사건의 순서를 배우고, 인식하고, 실행한다. 그래서 언제모듈은 말하기, 읽기, 쓰기, 도구제작, 논리, 수학처럼 지능이 가장 정교한 형태로 나타나는 여러 활동에 결정적 역할을 한다. 그리고 한 개체의 마음이 사상처음으로 다른 개체의 마음으로 전달되는 기능을 수행한다.
새 소리가 그것이다. 새는 소리를 내어 한 개체의 마음을 다른 개체에게 전달한다. 소리는 강도를 유지하며 널리 퍼진다. 시야가 막혀도 소리는 전달된다. 그리고 새의 소리를 환경에 적응한다. 사바나처럼 탁트인 곳에서는 새가 먼거리를 이동하니 높은 멜로디를 낸다. 정글의 새는 나뭇잎 사이를 뚫고 지날수 있게 긴 멜로디를 낸다. 도시의 새는 저주파 소음을 극복하기 위해 더 높은 음역대를 갖는다.
멜로디는 음을 더하거나 빼거나 바꾸는 비교적 단순한 방식으로 수정이 가능한 암호다. 새는 노래를 서로 배우며 이는 사회적 학습이다. 성숙한 금화조는 암컷을 유혹하기 위해 3부로 구성된 복잡한 노래를 한다. 이를 제대로 배우려면 무리에 속해서 모방을 해야한다. 금화조의 노래배우기는 2단계로 기억에서 수행이다. 2단계 모두에서 청각모듈, 무엇모듈, 어떻게 모듈, 언제 모듈이 작동하며, 언제 모듈이 가장 중요하다.
선생님 금화조의 노래를 제자가 들으면 청각적 모듈이 다른 청각적 흐름과 구별해 새소리 멜로디를 전경 흐름으로 지정한다. 전경흐름은 음을 식별하는 무엇 모듈로 전환한다. 음향처리는 시각처리보다 자원집약적이다. 빠르게 도달하는 소리를 처리해야 하기 때문이다. 이걸 위해 청각적 장면 모듈과 청각적 무엇 모듈은 두터운 연결선과 빠른 속도의 시냅스를 이용한다. 그래서 조류와 포유류의 뇌에서 에너지를 가장 많이 소비하는 부위가 초기 청각 자극을 처리하는 곳이다.
무엇 모듈은 각각의 음을 하나씩 인지한다. 그러나 멜로디를 배우려면 음의 순차적 배열인 시퀀스를 처리하고 기억해야 한다. 이것이 언제 모듈이 하는 일이다. 언제 모듈은 시퀀스를 가져다가 안정적으로 표상을 형성한다.
멜로디의 문제는 이것이 언제 끝날지 모른다는 것이다. 그래서 언제 모듈은 음들을 시퀀스 처리후, 단일 패턴으로 변환 준비를 한다. 각각의 음표로 이루어진 표상은 2가지로 암호화한다. 음자체의 정체성과 그 음이 멜로디에서 언제 나타날지 알려주는 표지다. 이 표지는 각각의 음에 모듈이 할당하는 가중치다. 즉 상대적 강도에 대한 신경표상으로 구성된다. 멜로디가 끝나면 각각의 음과 가중치는 언제 모듈 메모리로 저장된다.
마음은 가중치 차이 미세 구별에 한계가 있다. 그래서 언제 모듈이 시퀀스를 효과적으로 처리하는 길이도 한계가 있다. 기억 항목이 길어질수록 중간 항목을 잊는 계열 위치 곡선의 생김새가 이를 설명한다. 그러나 언제 모듈은 이전에 학습한 시퀀스를 단일 청각 덩어리로 취급해 한계를 극복한다. 이 덩어리는 향후 언제 모듈에 단일한 입력값으로 취급된다. 그리고 이 덩어리가 합쳐져서 더 큰 덩어리가 되면 선율 악구가 된다. 이런 식으로 언제 모듈은 덩어리를 쌓아간다. 한계 요인은 이용 가능한 뇌속 신경 조직의 양이다.
언제 모듈은 의식 이전 단계에 작용한다. 음에 정확한 순서를 지정하기 위해 해석을 돌이켜 확인하고 수정한 후, 최종적 멜로디의 표상을 일으키는 의식을 무엇 모듈에 전달한다. 새들의 소리에대한 의식 경험은 언제 모듈이 저장한 연마된 시퀀스를 무엇 모듈이 성공적으로 식별해야 비로소 생성된다.
학습한 노래를 부르려면 각각의 음을 정확한 순서로 내야 한다. 하나의 음을 정확히 부르려면 어떻게 모듈이 울대가 만들어내는 청각좌표를 신체좌표와 같은 측정 시스템으로 변환해야 한다. 즉, 필요한 위치로 성대근육을 조절하는 것이다. 무엇모듈은 원하는 멜로디를 찾아서 언제모듈로 전달하고, 언제모듈은 가중치가 가장 높은 음을 어떻게 모듈로 전달하는 방식으로 새는 노래를 한다.
13. 원숭이의 마음
영장류는 무려 500종으로 물건을 집을 수 있는 손과 발, 앞으로 향한 눈, 입체적 색각을 포함하여 자연계에서 가장 인상적인 시각 능력을 갖는다. 영리하고 사고력이 있으며 장기계획을 수립한다. 의도적으로 다른 동물을 속이고 복잡한 사회적 동맹을 맺는다. 마카크 긴꼬리 원숭이는 인간과 행동이나 신경측면에서 광범위한 유사성이 있다. 이들은 50마리 정도가 사회생활을 한다.
이를 위해 다른 개체의 예측과 결정을 알아차리고 추적하는 여러 정신적, 생리적 혁신이 느슨하게 협력하는 누구체계가 발달했다. 누구체계에서 가장 중요한 사고는 다른 개체의 정체성의 이름을 붙이는 무엇 모듈이다. 그리고 왜 모듈도 중요하다. 이것이 하는 가장 기본적 일은 우리 환경에서 다른 물체들에 비해 살아있는 존재들을 특별한 정서적 색으로 칠해 더 중요하게 여기게 하는 것이다.
누구체계에서 왜 모듈이 수행하는 가장 중요한 일은 현명한 사회적 결정을 내리게 돕는 것이다. 왜 모듈은 먹이 찾기에서 처음 형성되었다. 마카크는 16km2의 면적을 돌아다니며 먹이를 찾는다. 방대한 먹이들의 영양가치, 계절에 따른 이용가능성, 얻는데 필요한 노력을 종합 고려해 비교 평가해야 한다.
왜 모듈은 다양한 먹이의 장점을 평가하여 가장 좋은 선택을 한다. 마카크가 배가 고프고 주변에 순무가 있다면 무엇 모듈이 순무의 표상을 왜 모듈로 전달한다. 그러면 왜 모듈은 두 가지 종합 가치 평가를 한다. 대상의 고유가치와 현재 나와 순무의 상태에 대한 맥락적 가치다. 만약 내가 엄청나게 배가 고프고 순무가 쉽게 얻을 수 있는 상태라면 이는 행동할 만한 일이다. 그러면 바람직하다는 단일 표상이 전두엽에서 통하게 된다. 고유가치와 맥락적 가치 중 더 강한 감정을 불러일으키는 쪽이 승리한다.
14. 인간의 마음
인간은 언어가 있다. 그리고 이를 위해선 여러 혁신이 필요하다. 우선 후두다. 새는 울대가 기관지에 붙어 있으나 후두는 목의 일부다. 다음은 요리로 언어는 신경부담이 커서 높은 에너지를 필요로 하므로 요리를 통해 방대한 에너지를 얻어야 한다. 마지막은 장기간의 어린 시절이다. 언어는 숙달에 오랜 시간이 필요하기 때문이다.
새소리와 언어의 차이는 여러 개체가 임의적 의미를 공유하는 능력이다. 새소리는 자신들이 가진 감각질의 세부사항을 유연하게 공유하지 못하나 인간은 가능하다. 의식연합은 감각질을 통해 공명하는 동역학으로 모듈수준의 마음을 통제한다. 그래서 새로 통합된 사고 단계를 확립해야만 모듈 수준의 마음들이 감각질을 서로 교환한다.
이 과정에서 마음들 사이에서 작동하는 정신적 동역학은 주의집중 딜레마를 해결해야 한다. 마음가 마음 사이에서 감각질을 공유하려면 두 마음은 의식적 주의를 통해 동시에 같은 대상에 집중해야 한다. 공유된 주의 집중의 가장 단순한 형태는 다른 개체의 눈 응시다. 다양한 척추동물과 어류가 눈 응시가 가능하다. 다음은 시선 추적이다. 동물들은 다른 개체가 보는 방향을 같이 본다. 그 다음은 시선 공유다. 일부 포유류, 조류, 영장류가 가능하다. 그 다음은 가르침의 고유다. 여기서부터 인간의 영역이다. 하나의 대상이 아닌 복잡한 형질에 관심을 집중한다. 이 단계는 정신적 혁신인 모방능력으로 정교한 도구 제작이 어느정도 가능하다. 그 다음은 손으로 가르키기, 그 다음은 대상을 가르키고 몸짓하기, 그 다음은 무언의 몸짓, 그 다음은 무언의 몸짓과 음악 언어의 결합, 마지막인 언어인 음악 언어다.
음악 언어가 가능하려면 3가지 전제가 필요하다. 누군가 단어를 의식적으로 발성하고, 타인이 그것의 의미를 의식적으로 이해해야 하며, 그 이해한 언어를 다른 누군가에게 정확히 반복해야 하는 것이다. 새가 결국 언어의 단계로 가지 못한 이유는 언급한 언어로의 발전 단계중 손짓과 발짓이 불가능했기 때문으로 보인다.
인간 언어는 새로운 모듈을 만들지 않았다. 기존의 것을 사용한다. 오랜 모듈인 청각적 무엇 모듈과 청각적 언제 모듈을 사용한다. 이 모듈이 언어를 담당하는 주요 구조인 언어 더미를 형성한다. 언어를 들으면 인간은 청각적 장면 모듈이 청각적 입력값을 처리한다. 가장 낮은 수준인 음소를 인식한다. 모듈쌍은 전경의 청각적 흐름을 존송한다. 음소인식 모듈쌍은 청각적 흐름을 처리하고 우리가 인식하는 가장 작은 발성단위인 개별 음소를 인식한다. 음소인식 모듈쌍은 소리시퀀스를 인지하는 기존 청각적 언제모듈과 무엇 모듈쌍에서 변형되어 나온 것을 보인다.
음소인식 모듈은 S 또는 U 등을 음절로 보내고 거기서 하나의 음절인 SU로 합성한다. 음절을 각각의 식별 음절을 단어 인식 모듈쌍으로 보내고 여기서 음절 배열의 하나의 상향식 표상은 supermind로 입력해 기억 속에 저장된 하향식 언어인 supermind와 비교된다. 일치시 공명이 발생한다.
15. 수퍼마인드
수퍼마인드는 그 사고가 물리적 시간적 제약을 넘어서는 사고다. 가장 초기의 수퍼마인드는 단기기억과 장기기억에 의존했다. 즉, 구어에 의존했다. 그래서 두 가지 괜찮은 장기기억 암호화 수단이 생겨났는데 유용한 단어의 생성과 유지, 이야기와 노래 정보목록으로의 암호화다. 하지만 글이 생겨나면서 수퍼마인드는 사실상 한계를 넘어섰다.
수퍼마인드는 인간 집단 하나하나가 갖고 있는 집단적 사고이기에 서로 집단이 경쟁하면 수퍼마인드도 경쟁한 것이다. 그리고 더 강력한 수퍼마인드가 이기고 진화해나갔다. 이 수퍼마인드는 그래서 서로 경쟁했는데 우위를 얻는 방식은 다양했다. 경제력, 무력, 문화 등등이다. 그래서 수퍼마인드의 진화는 생물 진화에 비해 매우 빠르다. 각 수퍼마인드는 승리를 위해 특별히 쓸모 있는 개인을 데려와 주신의 정신 구조에 통합시킨다. 그리고 수퍼마인드는 개인의 마음이 다양하고 정교할수록 적응력이 높았다.
농업의 시작으로 수퍼마인드는 전기를 맞는다. 분산된 사고가 하나의 집중된 사고로 전환되었다. 땅에 묶여 나와 나가 아닌 것을 구분했고, 뚜렷한 물리적 경계를 가졌다. 번영을 위해 식물을 탐색하고, 식물의 한살이를 파악하며 시간을 인식했다. 그리고 식량의 과잉 생산으로 그것을 기억할 필요가 생겼고 이를 문자를 만들어냈다.
문자와 농경으로 수퍼마인드 내부에서 더 정교한 비생물학적 사고가 폭발적으로 생성되었는데 공증문서나 납세 신고서, 법률 계약서 등이 그러하다. 그리고 이는 새로운 수퍼마인드 모듈은 역사학, 경제학, 수학, 공학 등으로 이어진다.