지능의 선천적 형성 vs 후천적 형성 논란에 결정적 단서 제공
기존 데이터 학습기반 AI와 다른 새로운 개념의 AI개발에도 도움

갓 태어난 아이들도 누구에게 배우지 않고도 사물과 사람을 구분하는 것으로 알려져 있다. 이처럼 학습과정 없이 최소한의 인지능력을 갖는 것에 대해 학자들은 많은 궁금증을 가져왔다.

이런 상황에서 카이스트 바이오및뇌공학과 연구진은 학습을 전혀 거치지 않은 뇌 신경망에서 선천적 인지 기능이 발생하는 원리를 규명했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다.

별다른 학습 과정없이 출생 직후부터 다양한 인지 기능을 수행할 수 있게 하는 뇌의 선천적 인지기능은 데이터 입력을 통한 학습에 의존하는 인공신경망과는 뚜렷이 구분된다. 이 때문에 많은 학자들은 이를 밝혀내는 것이 생물학적 지능 발생과 진화의 원리를 파악하는데도 결정적 단서를 제공할 것으로 기대해왔다. 특히 사물과 얼굴을 구분하는 얼굴인지 기능은 사회적 행동을 하는 다양한 동물 종의 어린 개체들에서 관찰돼 왔다.

이에 연구팀은 얼굴인지 기능에 초점을 맞춰 뇌의 시각신경망을 흉내낸 인공신경망에서 사물인지 기능을 가상실험(시뮬레이션)했다. 그 결과 단순히 사물의 인식하는 기능은 학습을 전혀 거치지 않고도 자발적으로 발생할 수 있다는 것을 확인했다.학습이 이뤄지기 전에 신경망 초기 구조가 갖춰진 시점에서 이미 다양한 인지기능이 발생할 수 있다는 가능성을 보여준 것이다.

특히 일반 인공지능 모델에서는 특정 기능을 수행하기 위해서는 우선 데이터 학습이 반드시 필요하지만 생물학적 뇌신경망의 기능발생은 학습없이 자발적으로 이뤄질 수 있다고 연구팀은 설명했다.

연구팀에 따르면 이번 연구는 뇌 과학의 오랜 화두로 남아있던 지능 형성의 선천성과 후천성 논란과 관련해 선천적 기능 발생의 중요성을 보여주는 것이다.

백세범 교수는 “이번 연구는 뇌과학에 있어서 가장 근본적 질문 중 하나인 선천적 인지기능 발생을 설명하는데 결정적인 단서를 제공할 것으로 기대된다”라면서 “데이터 학습기반 인공지능 구현방식과는 전혀 다른 인공지능 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.