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과학자들은 그동안 다양한 인공 뇌(오가노이드, organoid)를 만들어왔습니다.
최근에는 인공 뇌에서 눈까지 생겨나, 많은 사람들이 깜짝 놀라기도 했었죠.
그 만큼 인공 뇌는 크기는 작아도 인간의 뇌와 아주 비슷한 구조를 가지고 있습니다.
하지만 그동안 만들어졌던 인공 뇌는 자신의 의지대로 무언가를 할 수는 없었습니다.
그런데 이번에 만들어진 인공 뇌는 의지와 지능, 그리고 호기심까지 갖추고 있었습니다.
인공 뇌를 만드는 목적은, 인간의 뇌를 대신해 다양한 실험을 진행하기 위함입니다.
예를 들면, 약물을 시험하거나, 유전자를 수정하는 등의 다양한 실험을 해볼 수 있죠.
이러한 실험들은 인간의 뇌에 직접 할 수 없기 때문에, 과학자들은 계속 인공 뇌를 만들고 있습니다.
그런데 어쩌면 인공 뇌는 우리가 생각했던 것 보다 훨씬 더 큰 도움이 될 수 있을지도 모릅니다.
최근 과학자들은 인공 뇌가 의지와 지성을 가질 수 있는지 실험을 통해 알아보기로 했는데요.
과학자들은 먼저 인간의 줄기 세포를 이용해 인공 뇌를 배양했습니다.
그리고 어느 정도 배양된 뇌 세포들을 여러 전극이 연결된 기판 위에 골고루 분산시켰죠.
쉽게 말해서 마치 반죽을 넓게 펴듯이, 기판 위에 뇌세포를 평평하게 발랐다고 생각하면 됩니다.
그러자 인공 뇌의 신경 활동이 서서히 증가되기 시작했고, 뉴런의 연결도 증가되고 있었습니다.
이 상태에서 과학자들은 인공 뇌에게 벽에 공을 튕기는 아주 단순한 게임을 가르쳐보기로 했는데요.
하단에 있는 판을 조작해서 반대쪽 벽에서 튕겨져 나오는 공을 받아내기만 하면 되는 간단한 게임입니다.
인공 뇌가 이 게임을 학습하는데 있어서 가장 중요한 포인트는, 2개의 움직이는 물체입니다.
인공 뇌는 공의 위치를 먼저 파악한 뒤, 아래의 판을 이용해서 공을 받아내면 되는 거죠.
이를 위해 과학자들은 먼저 기판 위의 펼쳐진 인공 뇌를 두 개의 영역으로 분류 했습니다.
인공 뇌의 윗 부분은 공의 위치를 파악하는 감각 영역으로, 아랫 부분은 판을 조작하는 운동 영역으로 지정했습니다.
그리고 과학자들은 감각 영역에 공이 판에서 멀어질 때와 가까워 질 때의 반응을 학습시켰습니다.
공이 판에서 멀어질 때는 전기 자극의 빈도를 높였고, 가까워 질때는 반대로 자극의 빈도를 낮췄죠.
이를 통해 인공 뇌는 원근의 개념을 천천히 이해할 수 있게 되었습니다.
그리고 운동 영역에는 공이 왼쪽과 오른쪽 중 어느쪽에 더 치우쳤는지에 대한 패턴을 학습시켰습니다.
또한 과학자들은 공과 판의 위치가 일치하지 않으면, 운동 영역에서 판을 움직여 공을 따라가도록 학습시켰는데요.
그러자 인공 뇌는 게임 내에서 공의 위치를 파악한 뒤 판을 이용해 공을 받아낼 수 있는 수준이 되었습니다.
마지막으로 과학자들은, 판으로 공을 받아냈을 경우와 받지 못했을 경우의 결과 값을 반복적으로 알려주었습니다.
인공 뇌는 이러한 과정을 통해 이 게임의 모든 규칙을 이해하고 플레이 할 수 있게 되었습니다.
뿐만 아니라 인공 뇌의 학습 속도는 AI에 비해서 상대도 되지 않을 정도로 압도적으로 빨랐는데요.
AI는 게임의 규칙을 이해하는데 90분이 걸렸지만, 인공 뇌는 5분밖에 걸리지 않았으며, 성적도 훨신 더 높았습니다.
그런데 이보다 더 흥미로운 점은, 인공 뇌가 게임 플레이를 스스로 중단하는 경우가 발생했다는 겁니다.
이러한 상황은 공을 성공적으로 받아냈을 때 주어지던 전기 자극이(결과값) 없을 때 일어나고 있었죠.
인공 뇌는 게임을 플레이할 만한 적절한 동기가 없었기 때문에 스스로 게임을 중단했던 겁니다.
즉, 인공 뇌는 게임을 이해할 수 있는 능력뿐만 아니라 의사와 지능까지 갖추고 있었던 겁니다.
그리고 이러한 행동들은 호기심과 강하게 연결되어 있을 것이라고 과학자들은 결론내렸습니다.
또한 과학자들은 인공 뇌가 이 게임을 자신의 세계로 이해하고 있을 가능성이 높다고 추정했는데요.
특히 인공 뇌는 게임 세계애서의 "판"을 자기 자신과 동일시 하고 있을 가능성이 있습니다.
이러한 인공 뇌의 호기심은 게임의 규칙을 넘어, 인간의 언어를 이해할 수 있게 도와줄 지도 모릅니다.
만약 그렇게 된다면, 궁극적으로는 우리는 인공 뇌와 대화까지 시도해볼 수도 있게 될 겁니다.
아주 먼 미래의 로봇은 AI가 아니라, 살아있는 뇌에 의해서 통제되고 있을지도 모르겠습니다.
[내용 추가]
- 추가로 이루어진 쥐의 인공뇌 실험은, AI보다 이해가 빨랐지만, 인간의 인공 뇌보다는 훨씬 더 느렸습니다.
- 실험에 이용된 인공뇌의 뇌세포 수는 약 80만~100만 개입니다.(바퀴벌레와 비슷한 수준)
- 약물을 이용한 뇌의 보상계를 직접 자극하는 방법은 전혀(도파민 등) 이용되지 않았습니다.
https://youtu.be/1Kb_jwNZyHU?si=BKk2QIZRXy2vUe7U
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