알고 보면 쓸모 있는 뇌과학 이야기 by 이익수, 박문호 외

[ 밑줄/연결 ]

 

뇌 구조는 6세 이전에 대부분 완성이 되지만 전두엽은 계속 성장하여 20대까지 형성이 되기 때문에 전두엽 기능인 충동억제가 잘 되지 않아 문제를 일으킬 수 있다.

 

뇌 세포 연결인 시냅스의 절대 수가 부족하여 신경망이 제대로 형성되지 못해 발생하는 비논리적 언어와 사고가 특징인 조현병과 너무 많은 시냅스 연결로 적절한 억제가 되지 않아 신호들이 여러 곳으로 분산되어 많은 정보를 발생시켜 주의 집중과 관계형성이 되지 않는 자폐증이 있으며 어떤 시기부터 뇌세포가 많이 없어져 형성된 기억정보가 사라지는 치매가 있다. 

 

대뇌피질 감각연합피질에 의한 '지각의 범주화' 과정이 형성되면, 개별 '범주화된 지각 장면들' 사이의 관계인 개념이 출현하여 '개념의 범주화'가 대뇌 전두엽, 두정엽, 측두엽에서 진행된다. 즉, 개념은 지각범주의 '재범주화 과정'이다.

 

감각, 지각, 생각은 상호 연결된 일련의 뇌 정보 처리과정의 단계별 구분이며, 출발점은 감각이다. 감각에서 운동으로 연결되는 과정이 뇌 정보처리의 전체 내용이며, 인간 대뇌 세포의 90%는 감각뉴런과 운동뉴런을 연결하는 중개뉴런이다.

생각없는 의식은 가능하지만 의식 없는 생각은 불가능하다. 생각은 그 자체가 의식되고, 의식의 바탕 위에 생각이 흘러간다. 

 

꿈과 상상은 기억되지 않는다. 기억의 필요조건은 주의집중이기 때문이다. 

 

생각은 범주화된 지각의 언어적 지시과정이다. 생각은 지각의 상위과정이 아니고 기억처럼 지각처리 과정의 한 단계다.  생각은 기억의 이미지를 연결하는 연상과정이며 생각에서 기억은 주로 언어로 표상된다. 

 

신경계 질환의 치료 방법은 크게 3가지로 분류될 수 있다.

(1) 유전자 조작을 통해서 잘못된 세포 기능을 복구하고 복귀된 세포나 뇌 회로에 적용하여 기능을 회복시키게 하는 세포 수준의 치료법

(2) 유전자 조작이나 약물로 세포 내 단백질을 조절하는 법

(3) 분자 또는 세포 수준 질환의 치료 방법보다는 세밀함이 떨어지는 전기 자극 또는 광자극의 전기신호를 신경에 직접 자극하여 전기신호 발생 기능을 복구하는 회로 수준 치료법

 

사람의 뇌는 입력신호에서 특징을 추출하는 기능이 기능별로 분산되어 있으며 입력 정보와 저장된 정보 비교는 추출된 특징과 저장된 특징을 비교하고 학습된 선택을 한다.

 

동물과 신경계에서는 역전파 기능을 학습에 사용하지 않는다.

역전파 기능을 HW로 구현하여 가중치 업데이트가 가능하도록 해야 전력을 대폭 줄일 수 있다. 그러나 통상, 역전파 기능을 HW로 구현하기는 어려우며, 경우에 따라서는 학습은 SW기반 DNN에서 실행하고 학습의 결과인 가중치를 HW 시냅스 어레이에 복사하여 인지나 추론만 하는 경우도 있다. 

 

뇌가 사용하는 에너지는 13Watt 정도다. 

 

뇌는 입력, 출력신호와 목적을 가지고 있어 시스템으로 규정할 수 있다. 뇌 시스템은 신체 내외의 감각입력신호를 받아 저장된 기억과 비교하고 다음 상황을 예측 또는 추론하여 욕망과 감정으로 운동을 선택하고 신체에 운동신호를 내보낸다. 

 

 

 

[ 자평 ] 뇌에 대하여 더 체계적이고 좋은 내용의 책이 많으므로....