◎90년대는 두뇌기능연구 시대/꿈이 아닌 인공지능 개발… 과학자들의 관심을
인간이 갖고 있는 기능 중 가장 신비롭고 놀라운 것이 두뇌가 갖고 있는 기능이다.돌이 갓 지난 갓난아이가 한가지 두가지 배워가는 것을 보면 배우는 기능이 얼마나 신통한가 하고 감탄한다.비록 마음껏 언어로 표현은 못하지만 부모를 알아보고 자기의 행동이 어른들에게 용납이 되는지 안되는지를 판단하는 것을 보면 어린아이들의 두뇌들이 갖고 있는 판단력에도 놀랄때가 많다.성장과정에 있는 유아들의 언행이나 심리발달의 오묘하면서도 기특한 점들을 관찰하면 인간두뇌기능의 진수의 일면을 볼수 있다.이러한 순수한 상태에서의 두뇌기능의 발달을 연구하면 바로 인간두뇌연구의 첩경을 발견한다는 발달심리 학자들의 접근방법에 크게 호응이 간다.
인간의 사물 인식력,새로운 지식의 이해력과 관찰한 사항들의 기억 또는 주어진 여건을 통한 추리력 등은 인류문명의 오랜 역사속에서 중요한 연구과제로 취급되어 왔다고 할 수 있겠다.최근에 이르러 두뇌기능과 지능체제에 대한연구에 급격한 진전이 일어나고 있고 복잡한 생태계 현상의 이해가 필요해져 인간의 행동분석이라든지 삶의 질을 제고해야겠다는 의욕이 증진됨에 따라 21세기를 향한 핵심 분야로서 두뇌기능 연구가 각광을 받고 있다.
○최근 연구성과 급진전
두뇌기능 연구는 신경생리학적 연구,발달심리학적연구 및 분자생물학적 연구 등으로 연구의 접근방법을 대별할 수 있다.신경생리학적 연구는 금세기 중반에 호지킨(Hodgkin)과 헉슬리(Huxley)가 신경망의 전기적인 모형을 제시한 이후 전자공학의 발전과 연계되어 빠른속도로 계량화되면서 응용과학의 참신한 분야로 발전하고 있다.1980년대 홉필드 망(HopfieldNet)과 「역전파」(BackPropagation)이론이 제시된 후로는 형상인식이나 최적화 과정에 연구결과의 실제응용까지 가능해져 두뇌기능연구가 첨단기술개발과 직결되고 있는 것이다.지능체계의 물리학적및 공학적인 이해를 토대로 인간의 학습방법이나 복합적인 판단과정이 조직화됨으로써 인공지능개발이 결코 꿈의 일이 아님을 실증하고 있는 것이다.
발달심리학적인 두뇌기능의 연구는 다른 방법론보다 훨씬 역사도 깊고 내용도 풍부하다.최근에는 이 분야에서도 인지과학적인 방법론의 도입과 더불어 전산학 등의 공학분야가 접속됨으로써 직관적인 접근 방법보다도 훨씬 강력한 종합분석이 시도되고 있다.발달심리학의 연구결과들은 인간 두뇌기능의 포괄적인 발달과정을 해명해내었고 이러한 거시적인 연구들을 통하여 두뇌기능과 지능체계의 이해를 위한 기본적인 바탕이 이루어졌다 하겠다. 90년대에 들어와서는 두뇌기능연구에 더욱 획기적인 변화가 일어나고 있으며 두뇌기능연구가 근본적인 변화를 겪고 있는 것을 볼 수 있다.거시적인 연구가 미시화되고 있으며 두뇌기능의 발달과 쇠퇴,건강함과 병듦을 분자수준에서 연구하여 놀랄만한 연구결과를 얻고 있다는 것이다.이제는 두뇌기능을 세포수준 또는 분자수준에서 관찰,분석하고 있으며 급속히 발전하고 있는 분자생물학의 직접적인 기여가 이러한 추세를 선도하고 있는 것은 두말할 필요도 없다.
○3가지 접근방법 대별
예를 들어 방사능동위원소의 추적기술을 이용하여 정상두뇌의 활동양상과 비정상 두뇌조직의 반응양상을 비교하여 두뇌기능의 주요인자의 인식은 물론 비정상두뇌조직의 치료 또는 교정방법도 강구해볼 수 있는 것이다.이러한 연구방법은 1960년대에 Mo99 동위원소의 붕괴로 생성된 To99m 방사능동위원소를 인공적으로 생산함으로써 활발해지고 있다.오늘날 방사능동위원소 추적기술에는 85% 이상이 반감기가 짧은(6시간)To99m 동위원소를 활용하고 있으며 이를 이용하여 각종의 근육이나 조직에의 비정상증세를 감지할 수 있게 되었다.특히 70년대부터 개발되어온 토모그래피(Tomography)는 컴퓨터기술의 발전과 더불어 급속한 발달을 이루었다.두뇌와 같이 3차원적인 조직에 있어서는 컴퓨터 토모그래피를 방사능동위원소추적기술과 접속시킴으로써 장족의 발전이 가능했던 것이다.80년대에 들어서면서 수학적 모델을 개량함으로써 세밀한 영상조합이 가능해져 분자수준의 두뇌기능연구가 훨씬 용이해졌다.최근에는 단일 광전자 발진을 이용하는 토모그래피와 양전자발진 토모그래피기술의 개발로 수개 분자들에 의한 생체조직변화의 측정이 가능해졌다.이에 따라 지금까지 불가능하였던 인지기능의 이장,정신질환 및 정신착란증세 등에서도 정확한 진단과 치료방법의 발견이 가능해지고 있는 것이다.
○응용 가능성 무한대
두뇌기능의 연구는 이러한 신경생리학적,발달심리학적 및 분자생물학적 방법론들에 의한 획기적인 발전에도 불구하고 전체적으로 볼 때 아직은 초보상태에 있다고 보아야 하겠다.심리학자 의학자 물리학자 화학자 약학자 전자공학자 전산학자 수학자 원자력공학자들이 두뇌 기능및 지능체계연구의 과학적인 가치뿐만 아니라 실제 응용상의 높은 가능성 때문에 이 분야로 모여들고 있다.90년대를 두뇌기능연구의 세대라고 부르는 것은 바로 이러한 고조된 관심과 하루하루 급속히 발전하는 연구내용 때문이다.21세기에 선진국으로 발전하려는 우리나라의 경우 능력있는 많은 과학기술자들이 두뇌기능연구분야에 깊은 관심을 가져야 할 것이다.<아주대석좌교수·고등기술연구원장>
인간이 갖고 있는 기능 중 가장 신비롭고 놀라운 것이 두뇌가 갖고 있는 기능이다.돌이 갓 지난 갓난아이가 한가지 두가지 배워가는 것을 보면 배우는 기능이 얼마나 신통한가 하고 감탄한다.비록 마음껏 언어로 표현은 못하지만 부모를 알아보고 자기의 행동이 어른들에게 용납이 되는지 안되는지를 판단하는 것을 보면 어린아이들의 두뇌들이 갖고 있는 판단력에도 놀랄때가 많다.성장과정에 있는 유아들의 언행이나 심리발달의 오묘하면서도 기특한 점들을 관찰하면 인간두뇌기능의 진수의 일면을 볼수 있다.이러한 순수한 상태에서의 두뇌기능의 발달을 연구하면 바로 인간두뇌연구의 첩경을 발견한다는 발달심리 학자들의 접근방법에 크게 호응이 간다.
인간의 사물 인식력,새로운 지식의 이해력과 관찰한 사항들의 기억 또는 주어진 여건을 통한 추리력 등은 인류문명의 오랜 역사속에서 중요한 연구과제로 취급되어 왔다고 할 수 있겠다.최근에 이르러 두뇌기능과 지능체제에 대한연구에 급격한 진전이 일어나고 있고 복잡한 생태계 현상의 이해가 필요해져 인간의 행동분석이라든지 삶의 질을 제고해야겠다는 의욕이 증진됨에 따라 21세기를 향한 핵심 분야로서 두뇌기능 연구가 각광을 받고 있다.
○최근 연구성과 급진전
두뇌기능 연구는 신경생리학적 연구,발달심리학적연구 및 분자생물학적 연구 등으로 연구의 접근방법을 대별할 수 있다.신경생리학적 연구는 금세기 중반에 호지킨(Hodgkin)과 헉슬리(Huxley)가 신경망의 전기적인 모형을 제시한 이후 전자공학의 발전과 연계되어 빠른속도로 계량화되면서 응용과학의 참신한 분야로 발전하고 있다.1980년대 홉필드 망(HopfieldNet)과 「역전파」(BackPropagation)이론이 제시된 후로는 형상인식이나 최적화 과정에 연구결과의 실제응용까지 가능해져 두뇌기능연구가 첨단기술개발과 직결되고 있는 것이다.지능체계의 물리학적및 공학적인 이해를 토대로 인간의 학습방법이나 복합적인 판단과정이 조직화됨으로써 인공지능개발이 결코 꿈의 일이 아님을 실증하고 있는 것이다.
발달심리학적인 두뇌기능의 연구는 다른 방법론보다 훨씬 역사도 깊고 내용도 풍부하다.최근에는 이 분야에서도 인지과학적인 방법론의 도입과 더불어 전산학 등의 공학분야가 접속됨으로써 직관적인 접근 방법보다도 훨씬 강력한 종합분석이 시도되고 있다.발달심리학의 연구결과들은 인간 두뇌기능의 포괄적인 발달과정을 해명해내었고 이러한 거시적인 연구들을 통하여 두뇌기능과 지능체계의 이해를 위한 기본적인 바탕이 이루어졌다 하겠다. 90년대에 들어와서는 두뇌기능연구에 더욱 획기적인 변화가 일어나고 있으며 두뇌기능연구가 근본적인 변화를 겪고 있는 것을 볼 수 있다.거시적인 연구가 미시화되고 있으며 두뇌기능의 발달과 쇠퇴,건강함과 병듦을 분자수준에서 연구하여 놀랄만한 연구결과를 얻고 있다는 것이다.이제는 두뇌기능을 세포수준 또는 분자수준에서 관찰,분석하고 있으며 급속히 발전하고 있는 분자생물학의 직접적인 기여가 이러한 추세를 선도하고 있는 것은 두말할 필요도 없다.
○3가지 접근방법 대별
예를 들어 방사능동위원소의 추적기술을 이용하여 정상두뇌의 활동양상과 비정상 두뇌조직의 반응양상을 비교하여 두뇌기능의 주요인자의 인식은 물론 비정상두뇌조직의 치료 또는 교정방법도 강구해볼 수 있는 것이다.이러한 연구방법은 1960년대에 Mo99 동위원소의 붕괴로 생성된 To99m 방사능동위원소를 인공적으로 생산함으로써 활발해지고 있다.오늘날 방사능동위원소 추적기술에는 85% 이상이 반감기가 짧은(6시간)To99m 동위원소를 활용하고 있으며 이를 이용하여 각종의 근육이나 조직에의 비정상증세를 감지할 수 있게 되었다.특히 70년대부터 개발되어온 토모그래피(Tomography)는 컴퓨터기술의 발전과 더불어 급속한 발달을 이루었다.두뇌와 같이 3차원적인 조직에 있어서는 컴퓨터 토모그래피를 방사능동위원소추적기술과 접속시킴으로써 장족의 발전이 가능했던 것이다.80년대에 들어서면서 수학적 모델을 개량함으로써 세밀한 영상조합이 가능해져 분자수준의 두뇌기능연구가 훨씬 용이해졌다.최근에는 단일 광전자 발진을 이용하는 토모그래피와 양전자발진 토모그래피기술의 개발로 수개 분자들에 의한 생체조직변화의 측정이 가능해졌다.이에 따라 지금까지 불가능하였던 인지기능의 이장,정신질환 및 정신착란증세 등에서도 정확한 진단과 치료방법의 발견이 가능해지고 있는 것이다.
○응용 가능성 무한대
두뇌기능의 연구는 이러한 신경생리학적,발달심리학적 및 분자생물학적 방법론들에 의한 획기적인 발전에도 불구하고 전체적으로 볼 때 아직은 초보상태에 있다고 보아야 하겠다.심리학자 의학자 물리학자 화학자 약학자 전자공학자 전산학자 수학자 원자력공학자들이 두뇌 기능및 지능체계연구의 과학적인 가치뿐만 아니라 실제 응용상의 높은 가능성 때문에 이 분야로 모여들고 있다.90년대를 두뇌기능연구의 세대라고 부르는 것은 바로 이러한 고조된 관심과 하루하루 급속히 발전하는 연구내용 때문이다.21세기에 선진국으로 발전하려는 우리나라의 경우 능력있는 많은 과학기술자들이 두뇌기능연구분야에 깊은 관심을 가져야 할 것이다.<아주대석좌교수·고등기술연구원장>
1993-01-20 5면
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