바이오인

출처: 한국분자 · 세포생물학회

피질 내 감각 처리 신경 회로망 기능 연구

이승희 / 한국과학기술원 생명과학과

[서 론]

 인간을 포함한 모든 동물은 의식적인 상태에서 끊임없이 외부세계와 소통한다. 외부세계를 인식하는 과정은 대뇌 피질의 신경회로망을 거친다. 외부 환경에 존재하는 다양한 형태의 물리적 자극은 동물의 감각 기관을 통하여 신경계에 전달되며, 이러한 감각 정보는 의식적 정보 처리가 이루어지는 대뇌 피질에 도달하게 된다. 감각 정보를 받아들이는 최초의 피질영억은 일차 감각 피질 영역이다. 흥미롭게도, 감각 기관에서부터 일차감각 피질까지 도달하는 감각 정보는 외부에 실존하는 복잡한 형태로부터 파편화되어 단순한 형태로 전달된다 [1]. 일차 감각 피질 내에 도달한 파편화된 정보는 상위피질로 전달되면서 점차 재통합되어가는데 [1], 이때 각 처리단계에서 신경조절 자극이 유입될 경우 특정 정보가 더 확장되어 인식이 부각될 수 있다 [2]. 이는 집중할 때 동물이 외부정보를 더 잘 인식하게 되는 신경학적 원리이다. 이러한 감각 정보의 재구성 신경회로망에 대한 이해는 인간의 고위 뇌 인지 기능이 이루어지는 원리를 이해함과 동시에 인공지능(AI) 기술에 적용될 수 있다.

고위 뇌 기능에 대한 이해가 점차 중요해지는 시점에서, 감각 지각, 조절, 통합의 신경 회로망에 대한 연구는 최신 신경 회로망 연구 기술의 개발과 함께 활발히 진행되고 있다. 세포 타입 특이적 신경회로망 매핑기술 [3], 회로망 특이적 광유전학적 신경 조절기술 [4], 세포 타입 별 신경 활성 모니터링 기술 [5], 동물 지각 인지 행동의 정량적 모니터링 기술[6]의 개발과 함께, 복잡한 대뇌 피질 회로망이 어떻게 구성되어 있고 감각 정보를 처리하는 기능이 어떻게 발현되는가에 대하여 다각도로 연구되고 있다.

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