| [ PhilosophyThought ] in KIDS 글 쓴 이(By): chopin (**쇼팽**) 날 짜 (Date): 1999년 3월 21일 일요일 오후 04시 33분 15초 제 목(Title): [계층구조론]단순무식과격한 뇌-Cue Invari 단순무식한 뇌 - Cue Invariant 지정된 위치에 있는 뉴런이 정해진 일만을 하는 Place coding과 함께 뇌의 정보처리 방식을 표현하는 또 한가지 용어가 "Cue Invariant"입니다. 말 그대로 뇌의 뉴런이 처리하는 담당하는 정보는 경우에 따라 변하지 않고 맡은 일만을 한다는 뜻입니다. 이 용어는 컴퓨터의 반도체 칩의 회로들이 Cue Variant하다고 표현할 수 있는 것의 반대에 해당하는 용어입니다. 누군가 컴퓨터의 작동원리를 알기 위해서 MS윈도즈의 화면이나 글자출력내용등을 역추적하기 위해 컴퓨터 뚜껑을 열고 전자회로나 반도체 칩안의 미세회로에 탐침을 꼿아 역추적을 한다면 바보같은 짓을 하고 있다고 말할 수 있습니다. 고정된 회로의 전선을 통과하는 신호는 고정된 정보만을 처리하거나 전송하지 않기 때문입니다. 프로그램에 따라서 그 전선을 통해 온갖 정보들이 자유자재로 드나들 수 있습니다. 이러한 구조에서는 하드웨어 레벨과 소프트웨어 레벨이 완벽히 분리된 구조이므로 소프트웨어작동 원리는 하드웨어 레벨에서의 탐구가 큰 도움을 주지 못하는 것입니다. 하지만 뇌에서는 경우가 다릅니다. 뇌가 컴퓨터보다는 자동차와 유사한 구조라고 앞서 표현한 적이 있습니다. 이는 Cue Invariant라는 용어라는 표현으로도 대신할 수 있습니다. 이제 최초의 시각정보처리를 하는 V1층 다음에 거치게 되는 시각피질의 기능에 대해서 이야기 해보겠습니다. V1층에서 직선에 대한 수용체들이 발견(60년대 휴벨 , 비셀이 발견. 1981년 노벨상수상) 된 이래로 비슷한 일을 하는 수용체들이 줄줄이 발견되었습니다. 빛의 점멸에만 반응하는 계층, 움직이는 선에만 반응하는 뉴런들, 움직이는 방향에만 반응하는 뉴런, 선의 정해진 길이에만 반응하는 뉴런, 머릿속으로 상상한 윤곽에만 반응하는 뉴런, 손바닥 모양에만 반응하는 뉴런, 얼굴정면에만 반응하는 뉴런, 얼굴 옆모습에만 반응하는 뉴런, 보이는 물체가 머리나 몸의 어느 위치에 있나에 대해 반응하는 뉴런, 멀어져가는 빛에 반응하는 뉴런등등.. 온갖 조합의 살아가는 데 자주 사용되고 필수적인 기능들은 대부분 전담하는 뉴런 계층을 가지고 있음이 발견되었습니다. 잠시 이러한 발견에 기여를 한 사례에 대한 이야기를 짧게 하고 넘어가겠습니다. "안면식별불능증"은 시각기능에 문제가 없고 모든 물체를 정상적으로 인식하며 지적인 능력이나 기억력이 모두 정상인데도 불구하고 사람의 얼굴만을 인식하지 못하는 증세입니다. 그 환자는 자신의 거울 속 얼굴 조차도 누군지 분간하지 못하고 단지 자신이 윙크하면 거울 속 얼굴도 윙크한다는 사실로 부터 자신의 얼굴일 것이라고 추측할 뿐이었습니다. 일부 환자들은 여러사람의 얼굴을 보고 그 사람들의 사진을 찾아내라는 과제를 훌륭히 해내기도 했지만 그 들은 사진 속에 자신들이 잘 아는 사람의 얼굴이 들어 있어도 그 사실을 알지 못했습니다. 이러한 증상은 단지 얼굴에만 국한 된 것이 아닙니다. 여러 소를 키우던 농부였던 환자 하나는 뇌손상이 있기전 모든 소에게 각기 이름을 붙여 놓고 완전히 소들을 분간해 낼 수 있었는데 뇌손상이 있음 다음 부터는 자신이 이름붙인 소들을 분간해 내지 못하는 증세를 보였습니다. 또한, 한 환자는 자동차의 차종을 분간 할 수 있었는데 뇌손상 후 자동차인 것은 알지만 어떤 차종인지는 분간해내지 못하는 증세를 보였습니다. 또한 얼굴을 식별하지 못하는 한 환자중에서 그 얼굴의 표정이 웃는지 우는지 무엇을 의미하는 지 인식할 수 있었으며, 얼굴을 보고 나이와 성별을 분간해내는 경우도 있었습니다. 이러한 결과들을 두고 예측해 볼때 우리가 행하는 많은 기능들, 얼굴인식, 표정인식 , 자동차 , 소등의 물체인식등등 모든 기능들이 분리된 뇌영역의 뉴런들이 전담하여 처리한 다는 것을 알 수 있습니다. 이렇한 뇌의 분할된 기능들은 최초 브로드만이 2차대전중 뇌손상을 받은 군인들을 대상으로 밝혀진 뇌지도를 출발로 하여 현재는 더욱 상세하고 다양한 갖가지 기능들이 모두 분리된 뇌영역을 차지하고 그 영역의 뉴런들이 서로서로 연결되어 있다는 것을 알아 냈습니다. 이렇한 뇌 기능들을 역추적 할 수 있는 그 이유가 Cue-Invariant라는 뇌내 뉴런의 정보처리 특성에 기인합니다. 정해진 기능을 추적하기 위해서는 그 기능을 전담하는 뉴런을 발견하고 그 뉴런의 연결구조를 파악하는 방식으로 탐구를 해나갈 수 있는 것입니다. __ 쇼팽 |