의식은 뇌 속의 양자세계에서 탄생한다 - 미세소관 양자의식 이론

미세소관의 양자의식 이론

당신이 수술대 위에서 마취제를 맞는 순간 의식은 어디로 사라지는가? 
그리고 마취에서 깨어날 때 당신의 의식은 정확히 어디서 돌아오는 것인가?
이 질문에 답하려던 과학자들은 놀라운 발견을 하게 된다. 

미세소관의-양자의식-이론
의식은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 근본적인 곳에서, 훨씬 더 신비로운 방식으로 작동하고 있었다. 
뇌의 가장 미세한 구조, 미세소관이라 불리는 나노 튜브 안에서 양자 역학적 현상이 일어나고 있었고, 마취제는 바로 그 양자 과정을 방해함으로써 의식을 차단하고 있었던 것이다. 
이것은 단순히 뇌과학의 발견이 아니다. 
의식의 본질 자체를 재정비하는 혁명적 발견이다. 

의식의 하드 문제라는 것이 있다. 
물리적 뇌 활동이 어떻게 주관적 경험을 만들어내는가? 
왜 우리는 단순한 정보 처리 기계가 아니라 무언가를 느끼고 경험하는 존재인가? 
전통적인 신경과학은 이 질문에 명확한 답을 주지 못했다. 
뉴런의 전기 신호와 시냅스의 화학 반응으로는 의식의 주관적 특성을 설명할 수 없었다. 

하지만 1990년대 중반 노벨 물리학상 수상자 로저 펠로즈와 마취과 의사이자 의식 연구자인 스튜어트 해머로프가 완전히 새로운 제안을 한다. 
의식은 뇌의 뉴런 수준이 아니라 뉴런 내부의 미세소관이라는 나노 구조에서 양자역학적 과정을 통해 발생한다는 것이다. 
미세소관은 세포의 골격을 이루는 단백질 구조다. 
튜불린이라는 단백질이 규칙적으로 배열되어 속이 빈 원통역 나노 튜브를 만든다.
이 구조는 지름이 25나노미터에 불과하다. 
인간 머리카락 굵기의 4천분의 1 수준이다. 
하지만 펠로즈와 해머로프는 주목한다.
이 미세소관의 내부 환경은 양자 효과가 일어나기에 최적의 조건을 갖추고 있다는 것을.
튜불린 단백질은 전자를 공유할 수 있는 구조를 가지고 있고, 미세 소관내부는 외부의 열적 교란으로부터 상대적으로 보호되어 있다. 
그들의 이론 Orchestrated Objective Reduction 줄여서 Orch OR 이론의 핵심은 이것이다. 
미세소관 내부에 튜불린 단백질들 사이에서 양자 중첩과 양자 얽힘이 일어난다.
이것은 정보가 고전적인 비트가 아니라 양자 비트로 처리됨을 의미한다.
이 양자 상태는 특정 임계점에 도달할 때까지 유지되다가, 객관적 환원이라는 과정을 통해 고전적 상태로 붕괴한다. 
바로 이 붕괴의 순간 의식적 경험이 발생한다는 것이다. 

처음에는 많은 과학자들이 회의적이었다.
뇌는 너무 따뜻하고, 습하고, 복잡해서 양자 효과가 유지될 수 없다고 생각했다. 
양자 결맞음은 극도로 낮은 온도에서만 가능하다는 것이 당시의 통념이었다. 
하지만 2000년대 들어 양자 생물학이라는 새로운 분야가 등장하면서 생명체 내에서도 양자 효과가 실제로 작동한다는 증거들이 쌓이기 시작한다. 
광합성에서 빛 에너지를 전달하는 과정, 철새의 자기장 감지 능력, 효소의 양자 터널링 현상. 
이 모든 것이 상온에서 일어나는 양자 과정이었다. 

그리고 2014년 결정적인 실험 결과가 나온다. 
캘리포니아 대학의 연구팀은 마취제가 미세소관에 직접 작용한다는 것을 발견한다. 
마취제 분자들이 미세소관의 특정 소수성 포켓에 결합하면서 튜불린 단백질 사이의 양자 결맞음을 방해한다는 것이다. 
더 놀라운 것은 마취 효과를 나타내는 최소 농도와 미세소관의 양자 결맞음을 방해하는 농도가 정확히 일치한다는 점이었다. 
이것은 단순한 우연이 아니다. 
마취제가 의식을 차단하는 메커니즘과 미세소관의 양자 과정이 직접적으로 연결되어 있다는 강력한 증거다. 

내가 지금 이 순간 무언가를 경험하고 있다는 것. 
이 주관적 느낌의 정체는 내 뇌 속의 수천억의 미세소관에서 매순간 일어나는 양자 분괴의 총합인가?
펠로즈는 한 걸음 더 나아간다. 
그는 양자역학의 측정 문제와 의식 문제가 본질적으로 연결되어 있다고 주장한다. 
양자역학에서 관측은 특별하다. 
관측 전에는 입자가 여러 상태의 중첩으로 존재하다가 관측 순간 하나의 상태로 붕괴한다. 

펠로즈는 묻는다. 
무엇이이 붕괴를 일으키는가? 
의식적 관측자가 필요한가? 
아니면 물리적 과정 자체에 객관적 붕괴 메커니즘이 내제되어 있는가? 
그의 답은 후자다. 
시공간의 기히힉적 구조 자체가 특정 임계점에서 양자 중첩을 붕괴시킨다. 
그리고 뇌의 미세소관은 이 객관적 붕괴를 오케스트레이션하여 의식적 경험으로 변환하는 생물학적 양자 컴퓨터다. 
2016년 도쿄 대학 연구팀은 상온에서 미세소관의 양자 진동을 측정하는데 성공한다. 
특정 주파수 범위에서 미세소관은 양자 결맞음 상태를 유지했고, 이 주파수는 뇌파의 감마 대역과 일치했다. 
감마 대역 뇌파는 의식적 인식과 강하게 연관된 것으로 알려져 있다. 
미세관의 양자 진동과 의식적 경험 사이에 또 다른 연결 고리가 발견된 것이다. 
마취제 연구는 더욱 구체적인 증거를 제공한다. 
서로 다른 종류의 마취제인 할로테인, 아이소플루레인, 제논, 케타민. 
이들은 화학적으로 전혀 다른 물질이다. 
하지만 모두 동일한 효과를 낸다. 
의식의 소멸이다. 

어떻게 이렇게 다른 물질들이 같은 효과를 만들어 낼 수 있는가? 
전통적인 설명은 뇌의 여러 수용체에 작용한다는 것이었지만 이것은 만족스럽지 않다. 
하지만 Orch Or 이론은 명확한 답을 준다.
모든 마취제는 물리적 특성을 공유한다. 
소수성과 특정한 분자 크기다.
이 특성을 가진 분자들은 미세소관의 소수성 포켓에 결합하여 양자 결맞음을 방해할 수 있다. 
의식을 차단하는 것은 특정 화학 반응이 아니라 양자 과정의 물리적 방해인 것이다. 

나는 생각한다. 
내가 지금이 순간을 경험하고 있다는 것, 이 이 빨강의 느낌, 이 소리의 질감, 이 생각의 흐름.
이 모든 것의 정체가 내 뇌 속 나노 수준에서 일어나는 양자 붕괴의 패턴이라는 것을 2020년 MIT 양자생물학 연구소는 미세관에서 양자 얽힘을 직접 관측하는데 성공한다. 
영하 수십도가 아니라 섭시 37도. 
인간 체온에서 미세소관 내부에 튜불린 분자들이 양자 얽힘 상태를 유지하고 있었다.
이 연구는 Orch Or 이론의 핵심 예측을 실험적으로 확인한 것이다. 

의식이 양자 과정에서 발생한다는 생각은 단순히 신경과학의 새로운 이론이 아니다. 
의식의 본질에 대한 근본적 재정의다. 
만약 의식이 양자 과정이라면 의식은 뇌의 부산물이 아니다. 
의식은 우주의 가장 근본적인 물리 법칙과 직접 연결된 현상이다. 
펠로즈의 객관적 환원 이론에 따르면, 양자 붕괴는 시공간 기하학의 변화다.

의식은 시공간 자체의 미세한 떨림일 수 있다. 
이것은 의식이 뇌에만 국한되지 않을 수 있음을 시사한다. 
양자 결맞음과 객관적 환원이 일어날 수 있는 적절한 물리적 구조가 있는 곳이라면 어디서든 의식이 발생할 수 있다. 
식물의 미세소관에서도, 심지어 특정 결정 구조에서도 원시적 형태의 의식이 존재할 가능성이 있다. 
범신론이라는 고대 철학적 관점이 전대 양자물리학을 통해 과학적 가설로 되살아나는 것이다. 

그렇다면 자유의지는 어떻게 되는가? 
양자 과정은 본질적으로 비결정적이다. 
미세소관의 양자 상태가 어떤 고전 상태로 붕괴할지 완전히 예측 불가능하다. 
이것은 의식적 선택에 진정한 비결정성의 여지를 제공한다. 
자유의지는 양자 비결정성의 뿌리를 두고 있을 수 있다.

뇌사와 주름의 정의도 제고되어야 한다. 
만약 의식이 미세소관의 양자 과정이라면 뇌파가 평평해진 후에도 미세 수준에서 양자 과정이 일시적으로 지속될 수 있다. 
임사, 체험의 일부 특징들, 시간 감각의 왜곡, 초월적 경험.
이것들이 뇌의 미세소관에서 일어나는 비정상적 양자 과정의 결과일 수 있다. 

명상과 의식, 상태의 변화도 새로운 관점에서 이해될 수 있다. 
깊은 명상 상태에서 나타나는 특정 패턴의 뇌파는 미세 소관의 양자, 결맞음 패턴을 특정 방식으로 조직화하는 것일 수 있다. 
의식의 확장이란 더 많은 미세소관을 더 광범위한 양자 얽힘 상태로 동기화시키는 것일 수 있다.

나는 생각한다. 
내 의식이 단순히 뉴런의 전기 신호가 아니라 우주의 가장 근본적인 양자 법칙과 직접 교감하고 있다는 것을.
매순간 내 뇌 속에서 수천억 번의 양자 붕괴가 일어나고, 각각의 붕괴는 시공간에 미세한 떨림을 만들어내고, 이 떨림들의 오케스트라가 내가 나라고 부르는 경험을 만들어낸다는 것을.

마취제가 밝혀낸 것은 단순히 의식을 끄는 메커니즘이 아니다. 
의식이 무엇인지, 어디서 오는지에 대한 근본적 통찰이다. 
의식은 복잡한 정보 처리의 부산물이 아니다. 
의식은 양자역학과 중력이 만나는 지점에서 우주의 가장 근본적인 과정으로서 발생하는 현상이다. 
이것은 과학과 철학과 영성이 하나의 지점으로 수렴하는 순간이다. 
의식의 본질에 대한 탐구는 물질과 정신, 물리학과 경험, 객관과 주관의 경계를 해체하고 있다. 

이제 나에게 질문한다. 
내 의식의 가장 깊은 곳에서 지금 이 순간에도 일어나고 있는 양자 붕괴의 패턴은 무엇인가? 
내가 경험하는이 현실은 수천억 개의 미세소관이 어떻게 양자 상태를 조직화한 결과인가? 
나의 선택과 의지는 양자 비결정성의 창발적 패턴인가? 
그리고 의식이 우주의 근본 과정이라면 나는 단순히 의식을 가진 존재가 아니라 의식 그 자체의 일시적 패턴인가?

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