회색 플란넬 가운을 입은 젊은 남자가 특징 없는 블랙박스 앞 탁자에 조용히 앉아 있다. 거즈 붕대로 만든 모자를 쓰고 있다. 전선 묶음이 그의 머리 뒤쪽에서 튀어나와 뱀처럼 뻗어 나온다. 그는 뭔가를 기다리고 있다.

 

흰색 실험복을 입은 연구원이 테이블로 걸어가 잠시 말없이 서 있다. 남자는 상자를 응시한다. 잠시 동안 아무 일도 일어나지 않는다. 그러자 남자는 눈을 깜박이며 약간 당황한 것처럼 보인다. 연구원은 무슨 일이 있었는지 묻는다.

 

“처음 1초 동안 나는 눈, 즉 눈과 입을 보았다.”라고 그는 말한다.

 

연구원은 상자를 다른 물체로 바꾼다. 이번에는 주황색 축구공이다. 비트가 있고 다시 남자의 머리 속에서 무슨 일이 일어난 것이 분명하다. "이걸 어떻게 설명해야 할까?" 그는 말한다. "이전과 마찬가지로 눈이 보인다. 눈과 입이 옆에 있다."

 

엄밀히 말하면 이 남자는 사이보그다. 그의 방추형 이랑은 양쪽에서 뇌의 바닥을 따라 이어지는 구불구불한 능선에 전극이 박혀 있다. 그의 의사들은 남성의 발작의 원인을 추적하는 데 도움이 될 것이라고 생각했기 때문에 이를 이식했다. 그러나 전극은 또한 뇌에서 신호를 읽을 뿐만 아니라 뇌에 쓸 수 있는 드문 기회도 제공한다. MIT의 Nancy Kanwisher가 이끄는 신경 과학자 팀은 사람이 얼굴을 볼 때 활성화되는 소위 방추형 얼굴 영역을 조사하고 있다. 그들의 질문은 펌프를 역전시키면 어떻게 될까? 의도적으로 해당 영역을 활성화한다. 남자는 무엇을 볼 수 있을까?

 

거짓말하는 마음을 절대 믿으면 안 된다는 것을 알기 위해 사이보그가 될 필요는 없다. 예를 들어, 그것은 당신의 모든 지각이 지연되고 있다는 사실을 당신에게서 은폐한다. 광자를 시각으로, 기압 변동을 소리로, 에어로졸화 된 분자를 냄새로 변환하는 데 얼마나 오랜 시간이 걸리든 불완전한 감각 기관이 신호를 받아 뇌의 언어로 변환하여 관목 같은 신경 세포 네트워크로 전달해야 한다. 들어오는 데이터를 계산한다.

 

 그 과정은 즉각적이지 않지만, 당신은 당신의 마음을 결정짓는 전기화학적 거품, 진행되고 있는 수많은 시냅스 잽을 결코 인식하지 못합니다. 진실은 무대 기술이며 당신은 감독이자 관객이다. 당신은 항상 "실제로 거기에" 있지 않은 것을 지각하거나 지각한다고 생각한다. 그것은 머리 속을 제외하고는 어디에도 없다. 그것이 바로 꿈이다. 그것이 바로 환각제가 하는 일이다. 고모의 얼굴, 첫 차의 냄새, 딸기의 맛을 상상할 때 일어나는 일이다.

 

이러한 관점에서, 누군가의 머리에 감각적 경험, 즉 지각을 받아들이는 것은 실제로 어렵지 않다. 나는 이 이야기의 처음 몇 단락을 위해 당신에게 그것을 했다. 나는 사이보그가 어떻게 옷을 입었는지 설명했고 방이 어떻게 생겼는지 힌트를 주고 축구공은 주황색이라고 말했다. 당신은 그것을 마음속으로 보았거나 적어도 일부 버전을 보았다. 연구 대상이 과학자들과 이야기하는 것을 마음의 귀로 들었다(실제로 그들은 일본어를 말하고 있었지만). 그것은 모두 훌륭하고 문학적이다. 그러나 더 직접적인 경로가 있으면 좋을 것이다. 뇌는 감각 정보를 마음으로 바꾸는 짠 맛이다. 현실과 구별할 수 없는 시뮬레이션으로 그 안에 전 세계를 구축할 수 있어야 한다.

 

Kanwisher의 실험은 그렇게 하지 못했다. 그러나 그것은 확실히 두뇌에 직접 재킹의 가능성과 힘을 시사했다. 테스트 영상을 보면 가장 눈에 띄는 것은 남자의 부드러운 반응이다. 과학자들이 과음을 했을 때 그는 아무 것도 느끼지 않는 것 같다. 눈이 있는 상자는 그를 놀라게 하거나 놀라게 하지 않는 것 같다. 사실, 그는 그것이 사라질 때 더 놀란 것 같다. 경험은 정확하지 않을 수 있다. (한때 Kanwisher는 자원 봉사자가 “내가 상상만 하고 있는 건가요?”라고 물었다.) 하지만 거기에는 실제와 같은 것이 있다. 그의 방추형 이랑으로 전기 충격의 순환은 그에게 얼굴을 보여주지 않았다. 그것은 형언할 수 없는 얼굴의 느낌을 주입했다.

 

합성 경험을 마음에 업로드한다는 매트릭스는 물론이고 필립 K. 딕의 작업 대부분, 사이버 공간, 메타버스, 1983년 영화 브레인스톰의 녹음기, (과소평가된) 1995년 영화 스트레인지 데이즈의 초전도 양자 간섭 장치 아이디어는 적어도 75년 동안 공상과학 소설에서 부담을 주는 구성원이었다.

 

하지만 실생활에서 우리는 목덜미에 있는 데이터 포트에서 멀리 떨어져 있다. 신경과학자들은 생물학적 연결의 유체적 우아함을 달성할 수는 없지만 커서나 로봇 팔을 움직일 만큼 충분히 뇌에서 나오는 신호를 해독할 수 있다. 들어오는 신호는 더 까다롭다.

 

 

신경외과 의사들은 전극을 이식하는 데 꽤 능숙하다. 문제는 그 모든 신비로운 신경 관목에서 그것들을 어디에 둘 것인지 아는 것이다. 작은 세포 덩어리는 주어진 작업의 일부를 처리할 수 있지만 덩어리는 서로 대화하며 인지력을 돕는 것은 이러한 네트워크의 형성과 재형성이다. 구성된 입력을 현실로 인식하도록 마음을 속이려는 경우 개별 뉴런이 하는 일, 많은 뉴런의 큰 덩어리가 하는 일, 모두가 서로 어떻게 관련되어 있는지 이해해야 한다.

 

그것은 놀라울 정도로 구체적일 수 있다. 16년 전, 앨런 뇌과학 연구소(Allen Institute for Brain Science)의 수석 과학자인 크리스토프 코흐(Christof Koch)는 내측 측두엽(medial temporal lobe)이라고 불리는 뇌의 한 부분에 있는 뉴런이 단어 제작자가 명사로 식별할 수 있는 것, 즉 사람, 장소 또는 물건에 반응한다는 것을 보여주는 현재 유명한 연구를 실행하는 데 도움을 주었다. 예를 들어 한 사람이 여배우 할리 베리의 사진을 보았을 때 불이 켜졌다. 여배우 Jennifer Aniston의 다른 이미지에 대해 강력하게 활성화된 또 다른 이미지(Brad Pitt와 함께 있는 그녀의 사진은 아님). "뉴런은 지각의 원자이다."라고 Koch는 말한다. "매트릭스와 같은 기술의 경우 개별 뉴런의 트리거 기능을 이해해야 하며, 쌀알 크기의 뇌 조각에는 50,000~100,000개의 뉴런이 있다." 그 카탈로그가 없으면 누군가에게 "번쩍이는 빛이나 움직임을 보게" 할 수는 있지만 "성탄절 아버지는 절대 보지" 않을 것이라고 그는 말한다.

 

글쎄, 빛의 섬광은 시작이다. 빛의 섬광으로 많은 일을 할 수 있다. 네덜란드 신경과학 연구소(Netherlands Institute for Neuroscience)의 실험실에서 Pieter Roelfsema와 그의 팀은 원숭이에게 읽기를 가르치는 데 사용하고 있다. 철학과 같은 것이 아니라 알파벳 문자의 차이를 구별할 수 있을 정도이다. 연구원들은 모든 영장류의 머리 뒤쪽에 있는 뉴런 패치인 시각 피질의 일부인 V1이라는 영역을 자극하여 이를 수행한다. V1 전극을 통해 전류를 흐르게 하면 포유류는 우주에 떠 있는 빛의 점을 보게 된다. 옆에 있는 전극을 켜면 첫 번째 점 옆에 두 번째 점이 나타난다. 이것들은 포스펜, 머리를 치면 보이는 팬텀 라이트, 또는 Wile E. Coyote가 벽에 걸린 후 날아가는 작은 버디이다. (일본 환자가 가지고 있던 인식을 공식적으로는 "페이스펜"이라고 한다.)

 

Roelfsema는 전극 어레이를 V1에 넣으면 "매트릭스 보드처럼 사용할 수 있다. 1,000개의 전극이 있다면 기본적으로 디지털 공간에서 켤 수 있는 1,000개의 전구가 있는 것이다.” 팀은 A 또는 B 모양의 전극을 자극할 수 있었고 원숭이는 차이를 보았다고 표시할 수 있다.

 

V1의 전극 어레이를 외부 세계의 카메라에 연결하고 푸티지를 현실의 점묘법으로 처리하는 기술로 결국 시각 장애가 있는 사람이 일종의 볼 수 있는 방법을 상상할 수 있다. 비트맵 Minecraft가 들어가는 것처럼 보일 수 있지만 두뇌는 새로운 종류의 감각 데이터에 적응하는 데 매우 능숙하다.

 

그러나 선과 모양 및 기타 유용한 자극을 만들기에 충분한 포인트를 얻으려면 많은 전극이 필요하고 전극은 매우 정확하게 표적화되어야 한다. 이는 반짝이는 포스펜 모양뿐만 아니라 뇌에 감지할 수 있는 신호를 보내는 모든 전극 기반 접근 방식에 해당된다. 생각이 무엇이든 신경학적으로 특이적이다. 너무 많은 조직을 자극하면 "혼돈이 생긴다"고 Koch는 말한다. 게다가 타이밍을 잘 잡아야 한다. 지각과 인지는 피아노 소나타와 같다. 하모니가 작동하려면 음표가 특정 순서로 울려야 한다. 타이밍이 잘못되어 인접한 전기 핑이 모양처럼 보이지 않는다. 하나의 큰 얼룩처럼 보이거나 전혀 보이지 않는다.

 

뇌의 위치와 시간을 분석하기 어렵게 만드는 부분 중 하나는 신경 활동을 기록하면 신경 활동을 유도하려는 경우 큰 도움이 되지 않는 데이터가 생성된다는 것이다. UC Berkeley의 신경과학자 Jack Gallant는 “뇌 읽기와 쓰기 사이에는 근본적인 비대칭이 있다. 두뇌가 두뇌 활동을 할 때 보는 신호는 실제로 생각하는 것이 아니다. 그것들은 두뇌가 생각하는 동안 방출하는 배기 가스이다. 연구자들은 지각이 결승선을 통과할 때 뇌의 전반적인 상태에 대한 약간의 데이터를 얻지만, 그 데이터를 다시 보낸다고 해서 전체 인종(감지, 지각, 인식, 인지의 연속적인 랩)을 다시 만들 수는 없다. 사실, Kanwisher의 팀은 뇌의 넓은 얼굴 인식 영역에 불을 붙이고 누군가의 얼굴을 보게 했다. 그것은 감성이 아니라 센스가 아니라 특정 얼굴에 대한 지각이 아니다. Jennifer Aniston을 보는 것은 Jennifer Aniston 뉴런을 자극한다. Jennifer Aniston 뉴런을 자극하면 누군가가 Jennifer Aniston을 볼 수 있을지 아무도 모른다.

 

현재 인간에게 사용하도록 승인된 전극 어레이 중 어느 것도 그 간극을 메우지 못한다. 그것들은 부피가 크며 최대 약 1,000개의 전극에 불과하다. 이는 뇌의 정의에 따라 lo-fi로 만든다. 현재 연구자들은 설득력 있는 소나타를 연주하기에는 갈 길이 멀다. 펜실베니아 대학의 신경외과 의사인 Daniel Yoshor는 “우리는 키보드를 두드리는 것과 같다. 그러나 기술은 물론 향상될 것이다.”고 말한다.  Yoshor와 그의 동료들은 먼저 64,000개의 전극 어레이를 개발한 다음 백만 개의 전극을 가진 어레이를 개발하기 위해 펜타곤의 미친 과학 기관인 Darpa로부터 보조금을 받았다. Elon Musk의 회사 중 하나인 Neuralink는 뇌에 삽입할 수 있는 로봇 외과 의사와 함께 더 얇고 유연한 임플란트를 연구하고 있다. 먼 미래에는 무선 네트워크로 연결된 마이크로칩이 모래알 크기이거나 1억 개의 전극이 내장된 시트가 제공될 수 있다. 각 전극은 텔레비전의 픽셀처럼 자체 프로세서에 연결되어 있다. 브람스는 아니지만 춤출 수 있는 것이다.

 

 

거기에 10억 개의 전극을 밀어 넣는다. 여전히 문제가 있다. 누군가가 머리를 너무 세게 흔들면 조직 손상을 일으키지 않도록 충분히 유연하게 만들 수 있다. 아마도 당신은 신경교(glia)라고 불리는 뇌의 딱딱한 보호 세포를 벗겨내는 표면 코팅을 알아낼 수 있을 것이다. 그러나 뇌가 실제로 어떻게 소금물에 떠있는 젤라틴 같은 생각 고기 덩어리인지 기억하는가? 음, 염수는 전도성이 높다. 노스웨스턴 대학의 재료 과학자인 존 로저스(John Rogers)는 뉴런을 자극하기 위해 전극을 통해 전하를 보내면 "전극 너머의 영역으로 확장되어 치수가 불분명한 일종의 체적 공간"이라고 말한다. "당신은 아마도 하나 이상의 뉴런에 불을 붙이고 있을 것이다." 각 전극은 안개가 자욱한 밤의 등대와 같다. 물론 바위 같은 떼를 밝히고 있지만 빛은 또한 안개를 통해 감쇠되고 회절된다. 당신은 정말로 당신의 zap을 억제할 수 없다.

 

그러나 또 다른 기술이 사용 중이다. 그것은 옵신(opsin)이라고 불리는 모양을 바꾸는 색소 단백질에 의존한다. 우리 척추동물은 망막 세포에 이러한 분자를 가지고 있다. 빛이 그들을 비추면, 그들은 새로운 모양으로 뒤섞여 세포 내부에서 루브 골드버그 반응의 연쇄를 촉발하고, 이는 뇌로 보내지는 전기 충격으로 절정에 달한다. 알다시피, 비전. 그러나 옵신을 사용하는 데 눈이 필요한 것은 아니다. 일부 조류와 미생물에서는 세포의 외부 표면에 내장되어 이온을 안팎으로 이동시키는 빛 활성화 게이트웨이 역할을 한다. (이것은 뇌가 없는 단세포 유기체가 태양을 향해 헤엄칠 수 있는 방법 중 하나이다.)

 

이는 뉴런이 작동하는 방식인 이온과 전하를 운반하는 방식이기 때문에 매우 유용하다. 2000년대 중반에 연구자들은 외부 표면 옵신을 뇌 세포에 유전적으로 이식하는 방법을 알아냈다. 이 약간의 공학은 신경 과학자들에게 다양한 색상의 레이저로 특정 종류의 뉴런을 제어할 수 있는 능력을 부여하여 조심스럽게 켜고 끌 수 있도록 했다! 멋진 두뇌 제어 기술의 이름을 지정하려고 하면 "홀로그램 광유전학"보다 더 잘할 수 없다.

 

이 기술은 다양한 뉴런이 하는 일을 연구하는 데 유용하다. 연구자들은 뇌의 수많은 세포 유형을 포함하여 뉴런의 전체 네트워크에 유전적으로 이온 게이트를 삽입하는 것보다 손상이 덜하고 물리적으로 덜 침습적인 방식으로 이온 게이트를 이식할 수 있다. (반대면, 거기에 섬유를 끼우지 않으면 빛이 깊숙이 침투하기 어렵다.) 어떤 경우에는 다른 기술을 사용하여 광원 아래에서 세포를 형광으로 만들 수도 있어 연구자가 일하는 뇌를 관찰하기 위한 현미경이다.

 

그러나 광유전학은 입력에도 작동한다. 레이저, 디지털 프로젝터, 뇌에 연결된 광섬유에서 나오는 빛의 폭발을 사용하여 엔지니어링된 이온 게이트를 트리거한다. New York University와 Northwestern의 연구원 팀은 후각구에 광유전학적 변형을 가한 생쥐를 사육했다. 이는 생쥐의 매우 민감한 코와 피질 사이의 신경생물학적 마디이다. 과학자들이 적절한 시간에 후각 전구에 적절한 종류의 빛을 비추면 쥐가 "합성 냄새"라고 부르는 냄새를 맡습니다(또는 냄새 맡는 것처럼 행동한다).

 

냄새는 어떤 냄새일까? NYU의 신경생물학자인 드미트리 린버그(Dmitry Rinberg)는 “우리는 전혀 모른다. “아마도 냄새가 나겠지. 어쩌면 즐겁다. 아마도 우주에서 이 냄새를 맡아본 적이 없을 것이다.” 알 방법이 없다고 그는 말한다. 생쥐에게 물어볼 수 없다.

 

불행히도 그것이 모든 지각 입력 시스템이 작동하는지 확인하는 유일한 방법이다. 착용자(소유자? 수령인? 임플란트가 유전적이지만 레이저도 부착되어 있다면 여전히 사이보그일까?)에게 그들이 무엇을 인지하는지 물어봐야 한다. 또한 전선이 아닌 광섬유라고 해도 여전히 머리에 케이블이 꽂혀 있다. 그리고 그들은 그들의 두뇌를 유전적으로 조작하기 위해 자원해야 했다.

 

사람의 경우 이 모든 작업은 뇌보다 주변부에서 훨씬 더 진행된다. 실제 뇌가 아닌 청각 신경을 연결하는 인공 와우 장치는 완전한 기능의 귀 세트만큼 충실도가 높지는 않지만 청각 장애가 있는 사람들에게 꽤 좋은 경험을 제공한다. 몇몇 과학자들은 망막에 대한 동등한 연구를 하고 있다. 일부 의수는 촉각을 전달할 수 있는 신경에 연결된다. 의수에 약간의 진동을 추가하면 공간에서 팔이 움직이는 느낌인 운동감각의 착시를 보낼 수 있으므로 사용자가 위치를 알기 위해 볼 필요가 없다.

 

그러나 그 어느 것도 완전한 감각 기관이 아니다. 세상이 아니다. 춤추는 포스펜, 달팽이관 이식 장치, 신경 광자적으로 조명된 후각 피질(그 모든 장비를 두개골에 장착할 수 있더라도)은 당신이 다른 곳에 있다고 생각하도록 속이지 않을 것이다. 그리고 그것은 우리의 각 두뇌가 원하는 방식으로 현실을 구성한다는 사실을 바꾸지 않을 것이다. 모든 감각, 심지어 까다로운 감각까지 포괄하는 모든 기능을 갖춘 심을 만들 수 있지만 궁극적인 모양과 느낌은 항상 마음에 달려 있다.

 

1974년에 자주 인용된 에세이인 "박쥐가 되는 것은 무엇인가?"에서 철학자 Thomas Nagel은 모든 의식 있는 생물의 경험은 개별화되어 있으며 동물과 그 뇌에 고유하다고 주장했다. 외로운 의미는 날개가 있고 반향 측위를 사용하는 것이 어떤 느낌인지 이해할 수 있는 것보다 당신이 경험하고 있는 것을 정확히 이해할 수 없다는 것이다. 우리가 머리 뒤쪽에 플러그가 있고 피질에 전극이 있고 광섬유에 광섬유가 있는 실제 사이보그라고 해도 빛나는 녹색 한자로 가득 찬 디지털 빨간 알약을 받을 준비가 되어 있다고 해도 내 뇌는 모든 입력을 당신의 뇌와 다르게 해석할 것이다. 물론, 우리는 기계 대군주에게 우리가 서로 같은 일을 겪고 있다고 말할 것이다. 왜냐하면 그것이 그렇게 느낄 것이기 때문이다. 그러나 내가 당신의 방추형 이랑을 간지럽힐 때 당신이 보는 얼굴은 당신이 내 것을 볼 때 보는 것과 같은 눈을 가질 수 없다. 우리는 결국 같은 매트릭스에 살지만 여전히 다른 세계에 있을 것이다.