인간은 새로운 감각을 만들 수 있을까요?

[편집부]

https://www.ted.com/talks/david_eagleman_can_we_create_new_senses_for_humans?language=ko

데이빗 이글맨(David Eagleman):

인간은 새로운 감각을 만들 수 있을까요?

TED2015 · 20:34 · Filmed Mar 2015

Translated by ChulGi Han
Reviewed by Eunsook Park

00:11 우리는 작은 물질로 구성되어 있습니다. 그리고 우리는 거대한 우주에 속해있기도 합니다. 하지만 이 두 가지 규모를 이해하는 것은 쉽지 않습니다. 그 이유는 우리의 두뇌가 그 크기를 이해하도록 진화하지 않은 까닭입니다.

00:31 그 대신, 여기 바로 이 중간, 매우 좁은 인식의 틈에 갇혀있습니다. 이상하게도, 소위 집이라고 부르는 현실 조각에서도 거기서 벌어지는 대부분의 일들을 우리가 보지 못한다는 것은 이상합니다. 이 세상의 색을 함께 보겠습니다. 이것은 빛의 파장입니다. 물체에서 반사된 전자기 복사입니다. 이것은 안구 뒤편의 특별한 감각기관에 도달합니다. 하지만, 사람들이 모든 파장을 보는것은 아닙니다. 사실 우리가 보는 것은 파장의 10조분의 일도 안됩니다. 지금 이곳에는 전자파와 초음파, 엑스선과 감마선들이 여러분 몸을 관통하고 있습니다. 하지만 여러분은 전혀 모르시죠. 왜냐하면 그것을 인지할만한 적절한 생물학적 감각기관을 갖고 있지 않기 때문입니다. 수 천통의 휴대폰 대화들이 여러분을 관통하고 있지만 여러분은 절대 알 수 없습니다.

01:27 이것은 본질적으로 볼 수 없는 것들이기 때문은 아닙니다. 뱀은 적외선을 볼 수 있습니다. 꿀벌은 세상의 자외선도 봅니다. 물론, 우리도 자동차 계기판에 장치를 달아서 라디오 주파수 범위의 신호를 잡아냅니다. 또 병원에 엑스레이를 잡아내기 위해 기계를 설치하기도 합니다. 하지만 어떤 것도 스스로 감지할 수는 없습니다. 적어도 아직까지는 그렇습니다. 적절한 센서를 장착하지 않았으니까요.

01:58 이것이 의미하는 것은 현실에서의 우리의 경험은 신체에 의해 제약된다 것이죠. 그건 일반적인 상식 개념과는 반대가 됩니다. 우리의 눈과 귀 그리고 손 끝이 앞에 있는 객관적 실재를 인식한다는 상식 말입니다. 그 대신 뇌는 세상의 일부만을 인식하고 있습니다.

02:21 자 그럼, 동물의 왕국 이야기로 넘어가 보겠습니다. 동물들마다 세상의 각기 다른 부분을 인식합니다. 진드기는 보고 듣지 못하지만 온도와 낙산을 잘 감지합니다. 검은유령칼고기가 인식하는 세상은 화려하게 채색된 자기장 세상입니다. 음향탐지박쥐에게는 세상이 공기압축파형으로 보입니다. 동물들은 이렇게 생태계의 단편을 골라 보게 되는 것입니다. 이것을 표현하는 과학 용어가 있습니다. '움벨트'라는 것이죠. '움벨트'는 독일어로 '주변 세계'라는 뜻입니다. 아마 모든 동물들은 그들의 움벨트 (그들에게 보이는 주변 세계)가 현실이 전부일거라고 생각하겠죠. 왜냐구요? 여러분은 우리가 감지할 수 있는 것을 넘어서 그 이상의 무언가가 있다는 것을 상상하려하지 않으니까요. 그 대신, 우리는 보이는대로 현실을 수용합니다.

03:18 이 사실에 대한 인식고양을 해 봅시다. 여러분이 사냥개 블러드 하운드라고 상상해보죠. 여러분의 세상은 전부 냄새 뿐일 겁니다. 여러분은 2억개의 후각 감각기를 가진 긴 주둥이를 갖고 있습니다. 냄새 입자를 포착할 젖은 콧구멍도 가지고 있습니다. 콧구멍에 작은 구멍들이 있어서 공기를 가득 흡입할 수 있습니다. 이 모든 것이 후각에 관한 것이죠. 어느 날, 여러분은 사냥감을 찾아내고 주인에게 알리며 추적을 멈춥니다. 주인을 쳐다보고 이렇게 생각하겠죠. "불쌍하고 형편없는 인간의 코를 갖는다는 건 어떤 기분일까?" (웃음) "여러분은 작은 코만큼의 공기만 흡입하는 건 어떤 기분일까?" 어떻게 알겠어요? 100야드 밖의 고양이가 있다는 걸 혹은 여러분 이웃이 6시간 전에 이 자리에 있다는 사실을 말이죠. (웃음)

04:09 우리는 인간이기 때문에 그 후각 세상을 경험하지 못했습니다. 그래서 우리는 그 사실을 아쉬워하지 않죠. 왜냐하면 우리는 우리의 움벨트에 완전히 정착되있기 때문입니다. 하지만 우리는 그 움벨트에 만족해야만 할까요? 신경과학자로서 저는 우리의 움벨트를 확장시킬 수 있는 기술에 대해 관심이 많습니다. 그리고 그것이 우리에게 어떤 경험을 선사할 지도요.

04:37 우리는 이미 기술을 몸에 장착할 수 있다는 걸 알고 있습니다. 왜냐하면 보청기나 인공 시력을 사용하는 수 백 수 천명의 사람들이 주변에 있기 때문이죠. 그 원리는 마이크를 장착하고 소리를 디지털화해 전극 신호를 귀 안쪽으로 송출하는 것입니다. 또는 인공 망막을 부착해서 신호를 디지털화하고 격자 전극에 연결해 시신경으로 전달합니다. 15년 전만 해도 이러한 기술이 사용되지 못할 것이라는 과학자들이 많았습니다. 왜냐하면 이러한 기술은 실리콘 밸리에서만 나온 이야기이고 그것이 선천적 생물학적 감각기관이 인식하는 방식과 똑같지는 않았으니까요. 하지만 실제로는 작동합니다. 우리 뇌는 그 신호를 잘 받아들이기 때문입니다.

05:30 어떻게 이해할 수 있을까요? 여기에는 큰 비밀이 있습니다. 우리 뇌는 어떠한 것도 듣고 보지 못합니다. 두개골의 어둠과 고요함 속에 갖혀있을 뿐이죠. 뇌가 보는 것은 여러 데이터 선으로 부터 들어온 전기화학적인 신호일 뿐입니다. 뇌가 작동하기 위해서 그것 외에는 필요한 것이 없습니다. 놀랍게도 뇌는 이러한 신호를 굉장히 잘 잡아내며 패턴을 추츨하고 의미를 부여합니다. 결국 이것이 우리의 내면 세계와 하나의 이야기를 만들어 내는 것이죠. 여러분만의 독자적인 세상이요.

06:15 여기에는 몇 가지 포인트가 있습니다. 우리 뇌는 그 데이터가 어디서 오는지 알지 못하며 상관하지 않습니다. 어떤 정보가 들어오던지 상관없이 그저 해석에 집중합니다. 이 구조는 매우 효율적입니다. 뇌는 본질적으로 범용 작용 장치이며 그저 모든 것을 받아들이고 처리할 것을 분석하며 판단합니다. 이런 구조는 제 생각에 우리 주위의 모든 입력 채널에 적응하기 위한 대자연의 순리라고 생각합니다.

06:48 저는 이것을 "P.H. 진화 모델" 이라고 부르며 여기서 너무 기술적인 이야기는 하지 싶지는 않지만 P.H.는 포테이토 헤드(바보)의 약자입니다. 이 이름을 쓴 이유는 우리가 좋아하는 모든 감각 기관들, 예를들어 눈, 귀, 손가락 같은 감각 기관들을 강조하기 위해서 입니다. 왜냐하면 그것들은 그저 말초적인 아주 쉽고 단순한 장치이기 때문입니다. 그것을 이해하면 모든 것이 순조롭습니다. 뇌는 들어온 데이터를 이용해 해야할 일을 계산합니다. 동물 왕국을 살펴보면 우리는 많은 말초적 감각기관을 발견할 수 있습니다. 뱀은 적외선에 민감한 열 감지 구멍이 있고 나이프피시는 전자감지기관을 가지고 있습니다. 별코두더지는 22개의 손가락에는 주변을 감지해 3차원으로 인식하는 부속 감각 기관이 있습니다. 그리고 많은 새들은 자철광을 가지고 있어 자기장을 향해 동쪽으로 이동할 수 있습니다. 결국 이것이 의미하는 바는 대자연이 계속해서 뇌를 재설계할 필요가 없다는 것입니다. 대신에, 입증된 뇌 작동 원리를 가지고 인류는 새로운 부수적 감각 기관을 설계해야 합니다.

08:00 이것이 의미하는 바는 우리가 이 토론에서 거론할 생물학적인 중요하고 특별한 뭔가가 아무것도 없다는 것이죠. 그것은 우리의 복잡한 진화 과정 중 그저 물려받은 것입니다. 그건 우리가 집중할 것이 아니죠. 이 본질적 원리의 대한 저항은 '감각 대체'라고 불리는 것입니다. 그것은 일상적이지 않은 경로를 통한 뇌로의 정보 공급을 의미합니다. 그리고 우리 뇌는 그 정보를 통해 무엇을 할지 결정합니다.

08:34 이론적으로 들릴 수 있지만 이것에 대한 첫번째 논문은 1969년 네이처(잡지)를 통해 나왔습니다. 과학자인 폴 바흐-이-리타는 시각장애인들을 개조된 치과용 의자에 앉게하고 카메라 한 대를 설치하고 카메라 앞에 무엇가를 놓았습니다. 그러면 여러분은 관형 코일관이 등을 찌르는 느낌을 받을 것입니다. 만약 커피컵이 카메라 앞에 흔들거리면 당신은 등쪽으로 그것을 느낄 수 있고 놀랍게도 참여한 시각장애인들은 카메라 앞의 물체에 꽤 잘 맞췄습니다. 단지 등쪽의 감감으로만 가지고 말이죠. 현재 이런 종류의 구체화된 제품들이 많이 있습니다. 이 소닉 안경은 음향 지표를 이용해 여러분 앞에 있는 시야를 보여줍니다. 물체가 움직이거나 가까워지고 멀어지면 "위잉위잉"하는 소리가 납니다. 불협화음 같지만, 몇주 후에 시각장애인들은 청각만으로 무엇이 앞에 있는지 판단할 수 있었습니다. 꼭 청각일 필요는 없습니다. 이 시스템은 전극 그리드를 이마에 부착합니다. 그것을 통해서 물체를 식별할 수 있습니다. 왜 이마냐구요? 왜냐면 우리는 이마를 많이 사용하지 않기 때문이죠.

09:50 가장 진보한 기술은 "브레인포트"라 불리는 것입니다. 이 작은 전기그리드는 혀에 붙어서 전극신호를 통해 시야를 제공합니다. 시각장애인은 이것을 잘 이용해서 공을 골대에 던질 수 있습니다. 혹은 복잡한 코스를 탐지해 갈 수도 있습니다. 그들은 혀를 가지고 볼 수 있었던 거죠. 완전히 정신나간 소리같죠. 그렇죠? 하지만 명심하세요. 모든 시야는 우리 뇌로 들어오는 전극신호입니다. 우리 뇌는 신호가 어디서 오는지 알지 못합니다. 그저 신호를 분석할 뿐입니다.

10:33 지금 제 관심사는 청각장애인을 위한 감각 장치입니다. 이것은 제가 제 실험실 학생인 스캇 노비치와 진행 하고 있는 프로젝트입니다. 그는 이 분야의 선두주자입니다. 우리가 원하는 것은 세상의 소리가 어떤 식으로 변환을 해서 청각장애인이 그 소리를 이해할 수 있게 되는 것입니다. 우리는 흔한 휴대용 컴퓨터 기계를 이용하길 원했어요. 그래서 스마트폰과 태블릿으로 이것을 구현하고자 했습니다. 더 나아가 몸에 장착할 수 있게 하고 싶었죠. 옷 안에 착용할 수 있는 것으로요. 컨셉은 이렇습니다. 이 태블릿을 통해서 소리가 포착되고 그 다음 그 소리를 진통으로 변환시키는 조끼로 전달되는 거죠. 마치 휴대폰의 진동처럼 말이죠. 다시 말하면, 소리는 조끼에서 패턴화된 진동으로 변환되는 것입니다. 현재, 이건 추상적인 개념이 아닙니다. 이 테블릿은 신호를 블루투스로 전송하죠 제가 그 조끼를 지금 입고 있습니다. 다시 말하면... (박수) 소리가 동적인 패턴의 진동으로 변환되고 있는 것이죠. 저는 지금 제 주변의 모든 음파를 느끼고 있습니다.

12:00 저희는 현재 이것을 청각 장애인들에게 실험하고 있습니다. 약간의 시간만 흐르면, 사람들은 조끼의 언어를 느끼고 이해하기 시작할 것입니다.

12:13 이분은 조나단이고 37세이며 석사 학위를 가지고 있습니다. 선천적으로 청각 장래를 가졌습니다. 즉 그의 환경 중 일부분은 사용할 수 없었다는 의미입니다. 우리는 조나단이 하루 2시간씩 4일동안 조끼를 입고 익숙해지도록 했습니다. 그리고 5일째 영상입니다.

12:32 스캇 노비치: You(당신).

12:35 데이빗 이글맨: 스캇이 단어를 말하면 조나단이 조끼를 통해 그것을 느끼고 칠판에 적습니다.

12:41 스캇 노비치: Where, Where (어디, 어디)

12:45 조나단은 이 복잡한 진동의 패턴을 들려진 말로 번역할 수 있습니다.

12:51 스캇 노비치: Touch, Touch (만지다, 만지다)

12:57 데이빗 이글맨: 이제, 그는 .. (박수) 조나단은 이것을 의식적으로 하지 않죠. 패턴이 너무 복잡하기 때문입니다. 하지만 뇌는 데이터의 의미를 알아내려고 그 진동패턴을 분석하기 시작합니다. 저희가 기대한 바는 이 조끼를 3달 정도의 착용 후에는 그가 들은 것을 직관적으로 이해하는 경험을 하는 것이죠. 마찬가지로 시각 장애인들도 점자를 읽는 시대를 뛰어넘을 수 있을 것입니다. 어떠한 의식적인 방해도 없이 책 내용이 직관적으로 이해되는 거죠. 이 기술은 흐름의 판도를 확 바꿀 잠재력을 가집니다. 왜냐하면 청각장애의 유일한 해결책은 달팽이관 이식이었기 때문입니다. 그건 외과적인 수술이 필요합니다. 이것은 또한 달팽이관 이식보다 40배 가량 저렴합니다. 이 사실은 이 기술이 가난한 국가들에게 조차도 열려있다는 것을 의미합니다.

13:59 우리는 감각 대체 장치의 결과에 매우 용기를 얻어서 이제 우리는 새로운 감각을 추가하는 것에 대해 생각하고 있습니다. 어떻게 우리가 이 기술을 사용해서 인간의 움벨트를 확장시킬 수 있는 완전히 새로운 감각을 추가할 수 있을까요? 예를 들면, 우리가 인터넷을 통한 실시간 데이터를 누군가의 두뇌에 직접 제공해서 그들이 직관적인 경험을 하도록 할 수 있을까요?

14:26 여러분께 하나의 실험을 소개하고자 합니다. 이 사람은 5초마다 실시간 데이터를 제공받습니다. 그 다음 두 가지 버튼이 보이고 그는 하나를 선택합니다. 그는 무슨일인지 알지 못합니다. 선택 1초 후에 피드백을 받습니다. 요약하면, 피실험자는 그 패턴에 대해 아무런 정보가 없었지만 그가 갈수록 어떤 버튼을 눌러야하는지 잘 알아내는 지를 보고 있습니다. 그는 우리가 주식시장 데이터를 제공하고 있다는 것을 몰랐지만 그는 사실 매매결정을 하고 있었습니다. (웃음) 피드백은 그에게 좋은 선택을 했는지 아닌지를 알려줍니다. 우리가 목표한 결과는 인간의 감각을 확장할수 있는지 보는 것입니다. 몇 주 후에 그가 세계 경제 움직임에 대한 직관적 능력을 가지게 되는 거죠. 결과는 나중에 알려드리도록 하겠습니다. (웃음)

15:21 우리가 하고있는 다른 일을 보여드리겠습니다. 오늘 아침 강연 동안 저희는 TED2015를 해시태그한 트위터를 수집하고 있었습니다. 저희는 자동화된 감정 분석을 했는데, 사람들이 부정적, 긍정적 혹은 중립적인 단어를 사용하는지 보는 거죠. 이 과정을 진행 되는 동안 저는 조끼를 통해 그것을 느낍니다. 저는 수 천명의 사람들의 집단적 감정에 연결되거죠. 실시간으로 말이죠! 이건 새로운 종류의 경험입니다. 왜냐하면 저는 이제 여러분이 얼마나 이 강연을 사랑하는지 느낄 수 있기 때문이죠. (웃음) (박수) 이것은 인간이 일반적으로 가질 수 있는 것보다 훨씬 큰 경험이죠.

16:10 우리는 또한 헬기 조종사들의 움벨트를 확장시키고 있습니다. 조끼가 쿼드롭터(프로펠러 4개인 헬기) 로부터 9개의 다른 신호를 받습니다. 고도, 흔들림 통제, 방향성 등인데 이것들은 조종사 능력을 향상시킵니다. 이것은 조종물체와의 거리가 멀어질수록 필수적입니다.

16:31 이것은 시작일 뿐입니다. 우리는 풀사이즈 현대 조종석의 모든 계기판을 읽는 대신 느낄 수 있도록 고안하려 합니다. 우리는 정보화시대에 살고 있으며 데이터에 접근하는 것과 경험하는 것은 큰 차이가 있습니다.

16:53 저는 감각확장의 가능성은 끝이 없다고 생각합니다. 우주조종사가 우주정거장의 상태를 느낄 수 있다던가 장내 미생물 상태나 당뇨 수치와 같이 눈에 보이지 않는 자신의 건강에 대해 느낄 수 있다고 상상해 보세요. 360도 시각이나 자외선이나 적외선을 볼 수 있는 것도요.

17:22 중요한 것은 우리가 미래로 진입하면서 우리는 점점 자신의 부가 감각 장치를 선택할 수 있게 될 것이란 거죠. 우리는 더이상 대자연의 선사하는 감각과 긴 시간을 기다릴 필요가 없습니다. 대신, 훌륭한 부모님들처럼 대자연은 우리에게 도구를 주었습니다. 우리가 밖으로 나가 우리의 궤적을 뚜렷히 할 필요가 있습니다. 문제는 어떻게 여러분이 세상을 경험하기를 원하는가 입니다.

17:51 감사합니다.

17:53 (박수)

18:10 크리스 앤더슨: 느낄수 있나요? 데이빗 이글맨: 네

18:12 사실 이 조끼를 통해 박수를 느낀 것은 처음입니다. 훌륭해요. 마사지 같아요. (웃음)

18:18 크리스 앤더슨: 트위터가 폭주하고 있습니다. 만약 그 주식 경험 시험이 성공한다면 영원히 펀딩문제는 없겠군요?

18:30 데이빗 이글맨: 네. 미국보건복지부에 더 이상 글을 쓰지 않아도 되겠군요.

18:33 크리스 앤더슨: 약간 회의적으로 말하면 이 모든 것은 놀랍지만, 지금까지 감각대체장치가 보여준 대부분의 증거가 필연적으로 감각 추가가 가능하다는걸 말하는 것은 아닙니다. 만약 시각장애인들이 혀를 통해서 시야를 느낄 수 있는지 여부 말입니다. 왜냐하면 시각피질은 아직 여기 뇌에서 작동하려고 대기하고 있으니까요 이것도 한 부분으로써 필요한 건가요?

18:54 데이빗 이글맨: 훌륭한 질문입니다. 우리는 사실 어떤 데이터를 두뇌가 받아들이는 지에 대한 이론적 한계가 무엇인지 모릅니다. 하지만 일반적으로 그것은 매우 유연하다고 알려져 있습니다. 만약 한 사람이 앞을 볼 수 없다면 우리가 시각피질이라 부르는 것은 촉감, 청각, 언어표현 등 다른 것들로 대체됩니다. 피질은 한 분야에만 유능하다는 의미죠. 그것은 단지 특정한 한 가지를 처리하는 역할을 할 뿐입니다. 점자를 예로 들어보면 사람들은 손가락 마찰을 통해 정보를 얻고 있습니다. 그래서 우리는 그것에 어떤 이론적인 한계를 두지 않아도 된다고 생각합니다.

19:32 크리스 앤더슨: 굉장한 내용을 보여주셨는데요. 발표한 내용을 활용할 무궁무진한 방안들이 있습니다. 준비가 되신건가요? 가장 관심있는 것, 이 기술의 방향은 무엇인가요? 데이빗 이글맨: 많은 방안들이 있습니다. 감각 대체를 넘어서, 제가 먼저 언급하고 싶은 것은 우주정거장의 우주비행사입니다. 그들은 많은 시간을 일일히 모니터링에 사용하는데, 그 방법 대신해 무슨 일이 일어 나고 있는지 쉽게 알 수 있습니다. 새로운 기술은 다차원 데이터에 강점이 있기 때문이죠. 핵심은 우리 기술은 작은 오점이나 형태를 감지하는데 특출나지만 많고 많은 데이터를 확인하면서 세상이 어떻게 흘러가는지에 대해선 형편없죠. 우리는 그 점에 대해서 천천히 살펴봐야 합니다. 이 기술은 그저 무엇의 상태를 감지하는 한 수단입니다. 우리가 서있을 때 우리 몸의 상태를 여러분이 알 수 있는 것처럼 말이죠. 그래서 중장비,안전,공장이나 장비 상태 감지가 이 기술이 바로 적용될 곳이죠.

20:24 크리스 앤더슨: 데이빗 이글맨, 굉장한 강연이었습니다. 매우 감사합니다.

20:27 데이빗 이글맨: 감사합니다, 크리스. (박수)