기억 및 교세포연구단, 효율적으로 이해하는 뇌 원리 확인
![[대전=뉴시스] RDK 자극에 대한 시각-두정엽 계층에서의 요약 통계 및 범주 정보처리 개념도. 시각정보가 계층적으로 변환돼 행동으로 연결되는 과정을 나타낸다.(사진=IBS 제공) *재판매 및 DB 금지](https://img1.newsis.com/2026/03/25/NISI20260325_0002093524_web.jpg?rnd=20260325160742)
[대전=뉴시스] RDK 자극에 대한 시각-두정엽 계층에서의 요약 통계 및 범주 정보처리 개념도. 시각정보가 계층적으로 변환돼 행동으로 연결되는 과정을 나타낸다.(사진=IBS 제공) *재판매 및 DB 금지
[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 복잡한 시각정보를 단순화해 핵심을 파악하는 뇌의 작동원리가 밝혀졌다.
기초과학연구원(IBS)은 기억 및 교세포연구단 김이준·이도윤 연구위원팀이 뇌가 복잡한 움직임 정보를 평균적인 방향정보로 요약한 뒤 비슷한 특징으로 묶어 '범주화된 정보'로 변환하는 메커니즘을 규명했다고 25일 밝혔다.
이번에 연구진은 사람의 뇌가 복잡한 감각정보를 빠르게 요약해 판단한다는 점에 주목하고 정보처리 과정이 단일 신경세포 수준에서 어떻게 나타나는지를 동물실험으로 관찰했다.
이를 위해 생쥐에게 수백 개의 점이 무작위로 움직이는 '무작위 점 운동(RDK)'을 제시한 후 생쥐 뇌 신경세포의 활성변화를 형광 신호를 이용해 추적하는 칼슘 이미징 기법으로 수백에서 수천 개의 반응을 확인하고 후두정피질의 신경세포 집단 활성을 비교했다.
분석 결과, 일차시각피질에서 복잡한 움직임 정보를 평균화한 방향정보와 분산정보로 형성되는게 확인됐다.
이어 후두정피질에서는 평균 방향정보가 왼쪽, 오른쪽과 같이 범주화된 정보로 변환됐으며 두 영역은 정보를 주고받으며 유연하게 상호작용하는 것으로 나타났다. 또 뇌의 정보처리 과정이 개별 신경세포보다 여러 신경세포의 집단 활동에서 더욱 뚜렷하다는 사실도 규명했다.
개별 신경세포는 자극 조건이 달라질 때마다 반응이 크게 변했지만 여러 신경세포 집단에서는 비슷한 패턴이 유지되며 판단에 활용될 수 있는 일관된 정보가 나타났다. 이는 뇌가 하나의 신경세포가 아니라 다수의 신경세포 활동을 종합해 판단한다는 의미다.
이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced science' 온라인판에 지난 23일 게재됐다.
공동교신저자 이도윤 연구위원은 "일차시각피질에서 후두정피질로 이어지는 과정에서 자세한 감각정보가 평균, 분산 같은 요약 통계로 정리되고 나아가 범주화된 정보로 변환된다는 사실은 뇌가 세상을 효율적으로 이해하는 기본 원리를 보여주는 중요한 단서"라고 밝혔다.
또다른 공동교신저자 김이준 연구위원도 "그대로 모든 정보를 다 받아들이는 대신 통계적 구조를 파악하는 뇌의 정보처리 방식은 인간의 주관적 지각 경험과 의사결정 원리를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다"며 "복잡하고 방대한 정보 속에서 핵심 정보를 추출해야 하는 컴퓨터 비전 시스템 개발과 인공의식 연구에 새로운 영감을 줄 수 있을 것"이라고 밝혔다.
◎공감언론 뉴시스 [email protected]
기초과학연구원(IBS)은 기억 및 교세포연구단 김이준·이도윤 연구위원팀이 뇌가 복잡한 움직임 정보를 평균적인 방향정보로 요약한 뒤 비슷한 특징으로 묶어 '범주화된 정보'로 변환하는 메커니즘을 규명했다고 25일 밝혔다.
이번에 연구진은 사람의 뇌가 복잡한 감각정보를 빠르게 요약해 판단한다는 점에 주목하고 정보처리 과정이 단일 신경세포 수준에서 어떻게 나타나는지를 동물실험으로 관찰했다.
이를 위해 생쥐에게 수백 개의 점이 무작위로 움직이는 '무작위 점 운동(RDK)'을 제시한 후 생쥐 뇌 신경세포의 활성변화를 형광 신호를 이용해 추적하는 칼슘 이미징 기법으로 수백에서 수천 개의 반응을 확인하고 후두정피질의 신경세포 집단 활성을 비교했다.
분석 결과, 일차시각피질에서 복잡한 움직임 정보를 평균화한 방향정보와 분산정보로 형성되는게 확인됐다.
이어 후두정피질에서는 평균 방향정보가 왼쪽, 오른쪽과 같이 범주화된 정보로 변환됐으며 두 영역은 정보를 주고받으며 유연하게 상호작용하는 것으로 나타났다. 또 뇌의 정보처리 과정이 개별 신경세포보다 여러 신경세포의 집단 활동에서 더욱 뚜렷하다는 사실도 규명했다.
개별 신경세포는 자극 조건이 달라질 때마다 반응이 크게 변했지만 여러 신경세포 집단에서는 비슷한 패턴이 유지되며 판단에 활용될 수 있는 일관된 정보가 나타났다. 이는 뇌가 하나의 신경세포가 아니라 다수의 신경세포 활동을 종합해 판단한다는 의미다.
이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced science' 온라인판에 지난 23일 게재됐다.
공동교신저자 이도윤 연구위원은 "일차시각피질에서 후두정피질로 이어지는 과정에서 자세한 감각정보가 평균, 분산 같은 요약 통계로 정리되고 나아가 범주화된 정보로 변환된다는 사실은 뇌가 세상을 효율적으로 이해하는 기본 원리를 보여주는 중요한 단서"라고 밝혔다.
또다른 공동교신저자 김이준 연구위원도 "그대로 모든 정보를 다 받아들이는 대신 통계적 구조를 파악하는 뇌의 정보처리 방식은 인간의 주관적 지각 경험과 의사결정 원리를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다"며 "복잡하고 방대한 정보 속에서 핵심 정보를 추출해야 하는 컴퓨터 비전 시스템 개발과 인공의식 연구에 새로운 영감을 줄 수 있을 것"이라고 밝혔다.
◎공감언론 뉴시스 [email protected]
