• 맑음속초16.5℃
  • 맑음12.4℃
  • 맑음철원12.2℃
  • 맑음동두천12.3℃
  • 맑음파주10.7℃
  • 맑음대관령11.6℃
  • 맑음춘천12.6℃
  • 안개백령도12.1℃
  • 맑음북강릉16.5℃
  • 맑음강릉18.3℃
  • 맑음동해15.5℃
  • 맑음서울14.1℃
  • 박무인천14.2℃
  • 맑음원주13.7℃
  • 맑음울릉도16.1℃
  • 맑음수원12.4℃
  • 맑음영월12.6℃
  • 맑음충주13.9℃
  • 맑음서산12.5℃
  • 맑음울진13.7℃
  • 박무청주14.4℃
  • 맑음대전14.0℃
  • 맑음추풍령11.1℃
  • 맑음안동14.0℃
  • 맑음상주13.0℃
  • 맑음포항14.8℃
  • 흐림군산14.4℃
  • 맑음대구13.5℃
  • 흐림전주14.0℃
  • 박무울산12.4℃
  • 맑음창원13.9℃
  • 맑음광주13.8℃
  • 맑음부산14.3℃
  • 맑음통영14.0℃
  • 박무목포13.7℃
  • 맑음여수15.2℃
  • 안개흑산도12.5℃
  • 맑음완도13.2℃
  • 흐림고창13.6℃
  • 맑음순천12.9℃
  • 안개홍성(예)12.6℃
  • 맑음13.3℃
  • 구름많음제주17.2℃
  • 맑음고산16.4℃
  • 맑음성산13.4℃
  • 맑음서귀포14.9℃
  • 구름많음진주14.0℃
  • 맑음강화13.3℃
  • 맑음양평13.7℃
  • 맑음이천13.9℃
  • 맑음인제11.0℃
  • 맑음홍천12.9℃
  • 맑음태백9.1℃
  • 구름많음정선군12.7℃
  • 맑음제천12.3℃
  • 맑음보은13.6℃
  • 맑음천안11.7℃
  • 구름많음보령13.1℃
  • 흐림부여14.5℃
  • 맑음금산12.6℃
  • 맑음14.1℃
  • 흐림부안12.7℃
  • 구름많음임실14.1℃
  • 흐림정읍14.2℃
  • 구름많음남원13.9℃
  • 맑음장수10.9℃
  • 흐림고창군13.1℃
  • 흐림영광군13.3℃
  • 맑음김해시12.8℃
  • 흐림순창군13.6℃
  • 맑음북창원13.8℃
  • 맑음양산시11.8℃
  • 맑음보성군13.8℃
  • 맑음강진군12.0℃
  • 맑음장흥12.9℃
  • 맑음해남10.1℃
  • 맑음고흥11.4℃
  • 맑음의령군13.1℃
  • 맑음함양군10.5℃
  • 맑음광양시13.5℃
  • 맑음진도군11.8℃
  • 맑음봉화10.4℃
  • 맑음영주11.3℃
  • 맑음문경12.6℃
  • 맑음청송군13.4℃
  • 맑음영덕12.9℃
  • 구름많음의성12.8℃
  • 맑음구미12.4℃
  • 맑음영천13.0℃
  • 맑음경주시12.1℃
  • 맑음거창9.9℃
  • 맑음합천13.7℃
  • 맑음밀양12.9℃
  • 맑음산청12.7℃
  • 맑음거제15.0℃
  • 맑음남해15.3℃
  • 맑음12.0℃
기상청 제공

2026년 05월 13일 (수)

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 난이도가 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 피질과 단순한 구조의 소뇌 핵으로 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 발휘된다는 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 핵심이라며 “AI와 뇌과학의 접목이 양 분야 모두에 새로운 가능성을 열어줄 것이라고 밝혔다.

 

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

 

 

관련기사

가장 많이 본 뉴스

더보기
  • 오늘 인기기사
  • 주간 인기기사

최신뉴스

더보기

뉴스

더보기