• 맑음속초23.0℃
  • 맑음23.3℃
  • 맑음철원24.2℃
  • 맑음동두천24.7℃
  • 맑음파주24.5℃
  • 구름많음대관령19.5℃
  • 맑음춘천23.2℃
  • 맑음백령도23.0℃
  • 구름많음북강릉23.0℃
  • 구름많음강릉23.6℃
  • 구름많음동해23.4℃
  • 구름많음서울24.8℃
  • 구름많음인천24.5℃
  • 구름많음원주23.5℃
  • 구름많음울릉도22.8℃
  • 구름많음수원24.8℃
  • 흐림영월20.3℃
  • 흐림충주21.3℃
  • 구름많음서산22.8℃
  • 흐림울진23.1℃
  • 구름많음청주23.8℃
  • 구름많음대전23.5℃
  • 흐림추풍령19.0℃
  • 흐림안동21.7℃
  • 흐림상주21.5℃
  • 흐림포항21.6℃
  • 흐림군산21.2℃
  • 흐림대구19.5℃
  • 흐림전주21.7℃
  • 흐림울산20.1℃
  • 흐림창원19.7℃
  • 비광주19.9℃
  • 비부산19.4℃
  • 흐림통영19.1℃
  • 흐림목포19.3℃
  • 흐림여수19.2℃
  • 비흑산도19.7℃
  • 흐림완도20.5℃
  • 흐림고창22.3℃
  • 흐림순천19.5℃
  • 흐림홍성(예)22.8℃
  • 구름많음21.6℃
  • 흐림제주24.0℃
  • 흐림고산22.4℃
  • 흐림성산22.3℃
  • 비서귀포22.2℃
  • 흐림진주18.7℃
  • 맑음강화23.2℃
  • 구름많음양평24.2℃
  • 구름많음이천25.2℃
  • 맑음인제23.1℃
  • 맑음홍천23.1℃
  • 흐림태백19.5℃
  • 구름많음정선군22.0℃
  • 흐림제천20.0℃
  • 흐림보은21.2℃
  • 구름많음천안21.7℃
  • 구름많음보령24.1℃
  • 구름많음부여22.9℃
  • 흐림금산20.0℃
  • 구름많음23.0℃
  • 구름많음부안22.9℃
  • 흐림임실21.1℃
  • 흐림정읍21.2℃
  • 흐림남원20.6℃
  • 흐림장수19.6℃
  • 흐림고창군20.8℃
  • 흐림영광군21.1℃
  • 흐림김해시19.3℃
  • 흐림순창군21.4℃
  • 흐림북창원19.7℃
  • 흐림양산시21.4℃
  • 흐림보성군20.0℃
  • 흐림강진군19.6℃
  • 흐림장흥19.8℃
  • 흐림해남20.6℃
  • 흐림고흥19.2℃
  • 흐림의령군19.5℃
  • 흐림함양군19.0℃
  • 흐림광양시19.9℃
  • 구름많음진도군21.9℃
  • 흐림봉화20.4℃
  • 흐림영주20.3℃
  • 흐림문경21.2℃
  • 흐림청송군21.3℃
  • 흐림영덕21.6℃
  • 흐림의성21.4℃
  • 흐림구미20.3℃
  • 흐림영천19.8℃
  • 흐림경주시20.0℃
  • 흐림거창18.5℃
  • 흐림합천19.4℃
  • 흐림밀양20.9℃
  • 흐림산청18.8℃
  • 흐림거제18.5℃
  • 흐림남해19.0℃
  • 비20.6℃
기상청 제공

2026년 09월 26일 (토)

AI 이론으로 뇌의 기억 저장 방식 ‘규명’

AI 이론으로 뇌의 기억 저장 방식 ‘규명’

가천대 한의대 김창업 교수-서울대 의대 김상정 교수 공동연구팀
‘Nature Communications’ 게재, 과제 난이도가 기억 저장방식에 직접적 영향

저장1.jpg
좌측로부터 가천대 배효진 박사(공동1저자), 서울대 서재우 학생(공동1저자), 가천대 김창업 교수(공동교신저자), 서울대 김상정 교수(공동교신저자).

 

[한의신문] 국내 연구진이 인공지능(AI)의 학습 원리를 뇌과학에 적용, 과제의 ‘난이도’가 뇌 속 기억의 저장 방식에 직접적인 영향을 준다는 새로운 원리를 밝혀냈다.

 

이번 연구는 가천대학교 한의과대학 김창업 교수와 서울대학교 의과대학 김상정 교수 공동연구팀이 수행했으며, 가천대 배효진 박사와 서울대 서재우 학생이 공동 제1저자로 참여했다. 연구 성과는 1일 자연과학 분야 국제학술지 ‘Nature Communications(IF:16.6)’에 게재됐다.

 

연구팀은 AI 분야에서 활용되는 ‘편향-분산 트레이드오프(bias-variance tradeoff)’ 개념을 소뇌의 기억 저장 메커니즘에 적용했다. 뇌의 운동 학습과 기억을 담당하는 소뇌는 복잡한 구조의 ‘소뇌 피질’과 단순한 구조의 ‘소뇌 핵’으로 구성되며, 연구팀은 이 두 시스템이 과제 난이도에 따라 서로 다른 방식으로 기억을 저장한다는 사실을 이론적 모델과 생쥐 실험을 통해 입증했다.

 

저장2.jpg

 

실험 결과 비교적 쉬운 과제인 ‘안구 운동 반사(OKR)’를 학습한 쥐는 시간이 지나도 복잡한 소뇌 피질 없이 단순한 소뇌 핵만으로도 기억을 유지할 수 있었다. 반면 난이도가 높은 ‘전정안구 반사(VOR)’를 학습한 쥐는 소뇌 피질의 기능을 억제하자 학습 효과가 크게 감소, 어려운 과제일수록 보다 정교하고 복잡한 뇌 영역에 기억이 저장됨을 보여줬다.

 

또한 연구팀은 ‘어려운 과제일수록 훈련 당시의 환경과 조건에서만 기억이 발휘된다’는 점도 이 실험을 통해 입증했다.

 

실제 어려운 과제(VOR)를 학습한 쥐는 훈련 조건에서만 학습 효과를 보였지만, 쉬운 과제(OKR)를 학습한 쥐는 다양한 조건에서도 학습 효과가 나타나는 일반화 현상이 확인됐다. 이는 복잡한 수영 기술을 배운 사람은 특정 환경(수심·수온 등)에서만 익숙한 동작을 잘 해낼 수 있지만, 쉬운 기술은 상황이 달라도 쉽게 응용할 수 있는 것과 유사하다.

 

이와 함께 연구팀은 이 같은 뇌의 작동 원리가 AI 시스템 설계에도 응용될 수 있다고 밝혔다. 즉 복잡도와 자원 소모를 고려해 학습 시스템을 과제에 따라 유동적으로 조절하는 전략은, 현재 AI가 직면한 에너지 효율성 문제와 평생학습 구현에 실마리를 제공할 수 있다는 것.

 

이와 관련 김창업 교수는 “기존에 설명되지 않던 기억 저장 현상을 과제 난이도라는 하나의 원리로 통합적으로 설명한 점이 이번 연구의 핵심”이라며 “AI와 뇌과학의 접목이 양 분야 모두에 새로운 가능성을 열어줄 것”이라고 밝혔다.

 

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 교육부가 지원하는 한국연구재단의 ‘뇌과학원천기술개발사업’, ‘바이오·의료기술개발사업’, ‘기초연구사업’의 지원을 받아 수행됐다.

 

 

관련기사

가장 많이 본 뉴스

더보기

최신뉴스

더보기

뉴스

더보기