신경암호 생성 원리 규명… 고차원 AI 개발 첫발 뗐다

신경세포는 서로 소통할 때 주로 전기신호를 사용한다. 세포막을 경계로 나트륨·칼륨 이온의 농도가 달라지면서 마이너스-플러스 전위차를 발생시키고, 그 전류의 발생(흥분상태)이 이웃 세포로 쭉 전해지면서 정보를 처리한다. 이 신호를 활동전위(action potential)라고 부른다. 기존 연구에 따르면 신경신호의 복잡한 시공간적 패턴 내에 정보처리의 중추적인 신경암호가 담겨 있다고 알려졌는데, 이 암호를 해독하는 것은 뇌 과학의 최대 난제로 남아 있었다. 우리의 뇌는 정보를 처리할 때 신경세포의 발화 빈도(firing rate code)와 신경세포 간의 동기화 정도(synchrony code)를 기반으로... Read More

‘뇌 신경암호’ 생성원리 실마리 찾았다

뇌 신경암호는 뇌가 정보들을 처리하는 규칙이나 알고리즘를 뜻하는 말이다. 뇌 신경암호를 해독하는 것은 뇌 과학계 최대 난제로 꼽힌다. 국내 연구팀이 뇌 신경암호가 생성되는 메커니즘을 밝혔다. 곽지현 고려대 뇌공학과 교수 연구팀은 뇌 신경세포에서 20%를 차지하는 억제성 신경세포 2종이 신경암호 생성을 조절한다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 22일자에 게재됐다. 연구팀은 전기생리학실험 기법과 광유전학 기법을 이용해 뇌 신경암호가 생성되는 과정을 관찰했다. 전기생리학실험 기법은 쥐가 촉각을 이용해 주변 환경과 사물을 인지할 때 발생하는... Read More
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고려대 연구팀 “빛자극으로 알츠하이머성 치매 치료 가능성 봤다”

고려대 연구진이 빛자극을 통해 초기 알츠하이머성 치매 치료가 가능하다는 것을 입증했다. 고려대 뇌공학과 곽지현 교수팀은 광유전학적 빛자극을 통한 해마 신경망 내 억제성 신경세포(parvalbumin 및 somatostatin-발현 억제성 신경세포) 활성 조절을 통해 초기 알츠하이머성 치매에서 나타나는 뇌파 및 시냅스 가소성 장애를 회복시킬 수 있다고 4일 밝혔다. 알츠하이머성 치매는 국내 치매환자의 약 70%를 차지하는 신경 퇴행성 질환이다. 베타아밀로이드 펩타이드가 기억 형성의 중추인 해마에 침착되어 신경세포의 사멸 및 신경회로 붕괴를 야기해 기억장애가 발생한다고 알려졌다. 초기 알츠하이머... Read More

고대 곽지현 교수, HFSP 신진 연구자 지원대상 선정

고려대는 뇌공학과의 곽지현 교수가 한국인으로는 처음으로 생명과학 분야 정부간 국제협력기구 '휴먼 프런티어 사이언스 프로그램'(HFSP)의 2015년 신진연구자 연구비 지원대상자로 선정됐다고 7일 밝혔다. '감각신경 정보처리 기전의 융복합적 연구'를 주제로 영국 옥스퍼드대의 마이클 콜 교수와 캐나다 토론토대 블레이크 리처드 교수와 연구팀을 이룬 곽 교수는 앞으로 3년간 연구비를 지원받는다. 올해는 연구비 지원대상자 선정에 신진 연구자 1천13개팀이 지원했으며 이 가운데 곽 교수팀을 포함한 10개 팀이 최종 선정됐다고 학교 측은 설명했다. HFSP는 15개국이 연구재정 지원금을 출연해... Read More

[2014 노벨 과학상-인연] 존 오키프 교수와 나

2014년 노벨 생리의학상을 존 오키프 교수와 모서르 부부가 수상하게 되었다는 소식을 들으면서 나는 놀람과 기쁨을 동시에 느꼈다. 영국에서 박사과정을 밟던 시절에 알고 지내던 과학자들이 영예로운 상을 받게 되었다는 것에 진심어린 축하를 보내고픈 심정이었다. 오키프 교수는 내가 옥스퍼드대 박사학위 논문심사를 받을 때 외부 심사위원으로 참석해 준 인연이 있다. 나는 신경계에서의 정보처리 기전과 기억 저장 이론에 대해 관심이 많았고, 해마(hippocampus)의 신경세포에서 ‘장소세포(place cell)’와 같은 현상이 어떻게 일어나며, 그 현상이 장소 기억으로 어떻게 저장이 되는지에 대해 박사... Read More

“우리의 삶이 곧 뇌의 작용”

곽 교수는 "앞으로 인공두뇌의 개발은 신경과학 분야의 발전, 신경약물 개발 및 인간의 뇌를 반도체로 구현하는 기술로 향후 10년 후에는 인간의 뇌를 모사한 세포, 시냅스, 전기특성을 가진 인공두뇌가 만들어 지지 않을까 전망을 한다"라고 덧붙였다. 곽지현 교수는 "인간의 뇌는 1,000억 개의 신경세포의 복잡한 네트워크로 구성되어 있으며, 방대한 양의 정보를 가장 효율적으로 처리할 수 있는 고성능의 생물학적인 컴퓨터이다. 이러한 인간 뇌의 역할을 모사할 수 있는 고성능 컴퓨터를 개발하고자 하는 인공지능 및 사이버네틱스 연구들이 지난 수십년간 진행되어 왔지만, 신경계의 구조를... Read More