한국뇌연구원(원장 서판길)은 라종철 대뇌피질융합연구사업단장과 김나리 연구원 등이 대뇌피질로 유입되는 신경신호가 서로 협조해 효과적으로 정보를 전달한다는 해부학적 증거를 발견했다고 23일 밝혔다. 대뇌피질은 기억과 정보 통합, 감정, 의사결정 등 고위 뇌기능을 담당한다.
라종철 단장과 김나리 연구원은 그동안 쥐 수염이 움직이는 신경세포 간 연결(시냅스) 군집이 능동적 신호전달의 '기능적 단위' 역할을 수행함을 통합적으로 연구해 왔다.
배열단층촬영기법을 사용, 운동정보와 체성감각정보가 각자 고유 군집을 형성하면서 서로 가깝게 존재해 시냅스간 협조를 일으킨다는 것을 해부학적으로 발견했다. 두 군집은 시냅스간 협조로 효과적인 정보 전달을 이룰 수 있다.
그동안 뇌 운동과 감각정보처리과정을 인공지능(AI) 알고리즘 개발에 적용, 인공지능신경망 구축에 활용해 왔으나 이종 세포간 서로 다른 정보처리과정은 명확하게 규명돼 있지 않았다.
이번 연구로 뇌 기능적 단위 정체를 규명해 서로 다른 정보 공유와 활용, 뇌 세포의 물리적 거리를 극복한 정보 전달 과정을 발견했다. 이러한 정보처리과정 원리를 AI 개발에도 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
또 뇌의 복잡한 신경회로 연결 특이성을 파악하고, 신경세포 고유 기능에 대한 연구로 중요한 정보를 제공할 수 있다. 이를 토대로 뇌지도 작성 및 해독 연구에도 큰 기여를 할 수 있을 것으로 전망된다.
라종철 단장은 “이종 신경세포간 연결과 분포 정도, 서로 다른 정보를 가진 두 개 시냅스가 대뇌피질에서 어떻게 작용돼 물체를 인지하고 운동하는지 근본 원리를 이해하는 데 도움이 될 수 있는 발견”이라며 “이번 연구결과는 분자변이로 설명할 수 없는, 연결체 변이로 인한 뇌질환을 극복하고, 인간 뇌를 모사한 AI 개발 단초를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.
한편 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제 저명 학술지 Cerebral Cortex 8월 5일자에 온라인 게재됐다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
