[연구필요성]
외부세계에서 일어나는 사건을 정확하게 지각하는 것은 환경에 성공적으로 적응하는데 필수적인 인지능력이다. 그러나 인간의 지각은 외부 자극의 특성과 자신이 내린 이전 판단에 의해 다양한 방식으로 편향되어 있다. 그동안 지각편향 현상들을 일으키는 신경 메커니즘은 알려지지 않았다.
[연구성과/기대효과]
이상훈 교수 연구팀은 행동실험, 뇌영상실험, 수학적 모델링, 그리고 인공신경망의 4가지 방법론을 결합하여, 지각편향 현상들에 발생하는 역동적인 신경 메커니즘을 규명하였다. 외부 사건의 지각과 판단에 나타난 편향의 기저에 신경 네트워크의 동역학적 개입이 있음을 밝힌 이 발견은 인간의 의사결정과 이전 경험이 어떻게 현재의 경험에 영향을 미치는지에 대한 이해를 크게 증진시킬 것이다.
[본문]
외부세계에서 일어나는 사건을 정확하게 4전문토토사이트 마무리 멘트원하는 것은 생명체가 환경에 성공적으로 적응하는데 필수적인 인지능력이다. 그러나 인간 지각은 외부 물체의 특성과 과거 판단에 의해 다양한 방식으로 41네비게이션되어 있다. 이러한 지각편향 현상들에 이론적 설명만 있었을 뿐, 그 신경메커니즘에 대한 경험적 설명은 없었다.
이상훈 교수 연구팀은 행동실험, 뇌영상실험, 수학적 모델링, 그리고 인공신경망의 4가지 방법론을 결합하여, 지각편향에 대한 통합적 신경메커니즘을 제시하였다. 이상훈 교수팀의 발견은 외부 자극과 내적 판단이 지각적 신경표상에 대해 미치는 과정에서 4비교과프로그램의 신경네트워크의 동역학적 활동⁴이 결정적임을 경험적, 이론적으로 동시에 입증한 것에 큰 의의가 있다.
이 발견에 기반한 지각편향에 대한 통합적 설명은 인간의 의사결정과 이전 경험이 어떻게 현재의 경험에 영향을 미치는지에 대한 새로운 관점을 제공함으로써, 시간의 흐름 속에서 다양한 모습으로 변화하는 역동적인 지각과 기억 현상 일반에 대한 이해를 크게 진전시킬 것으로 기대된다.
외부 대상에 대해 지연된 추정을 하게 하면 인간은 자극-특이적 편향과 결정-일관적 편향을 동시에 보인다. 자극-특이적 편향은 행동적 신경적 지표 모두에서 특정한 상태값으로 이끌려 가는 어트랙터 다이나믹스를 보인다. 이에 더하여 의사결정은 이 자극-특이적 편향을 일시적으로 결정과 일치하는 방향으로 틀게 만들어 결정-일관적 편향을 증폭시킨다. 인간이 수행한 것과 동일한 과제에 최적화된 재귀적 인공신경망(Recurrent Neural Networks)은 이러한 결정-일관적 어트랙터 다이나믹스를 일으키는 신경메커니즘이 무엇인지 중요한 단서를 제공한다.
[연구결과]
Attractor dynamics of working memory explain a concurrent evolution of stimulus-specific and decision-consistent biases in visual estimation
Hyunwoo Gu, Joonwon Lee, Sungje Kim1, Jaeseob Lim, Hyang-Jung Lee, Heeseung Lee, Minjin Choe, Dong-gyu Yoo, Jun Hwan (Joshua) Ryu, Sukbin Lim, and Sang-Hun Lee
(Neuron, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.07.003)
- 4중점연구지원지각(perception) : 우리의 뇌가 감각기관을 통해 수집된 감각정보와 학습과 경험을 통해 축적된 사전 지식을 결합하여 추론한 외부 세계의 사물과 사건의 상태에 대한 추정
- 4중점연구지원4연구실 안전관리 : ‘외부 세계의 사물과 사건의 실제 상태(actual states)’와 ‘우리의 뇌가 지각적으로 추정한 상태(perceptual states)’는 대략 일치하지만 엄밀하게는 조금씩 체계적으로 어긋나 있는데 이를 지각적 편향(perceptual biases)이라 한다.
- 4중점연구지원작업기억(working memory) : 지각을 촉발시킨 외부 사물과 사건이 더 이상 우리의 감각기관에 감각정보를 제공하지 않지만 그 지각적 정보를 한 동안 유지해야만 할 때(예, 나무에 달린 열매를 수확할 때 나뭇잎과 가지들로 인해 시야에 사라졌지만 손을 뻗어 따야 할 때), 뇌가 형성하는 과제지향적(task-oriented) 내적표상과 그 작동을 가리켜 작업기억이라 한다.
- 4중점연구지원신경네트워크의 동역학적 활동(Dynamics of neural networks) : 작업기억의 기억표상을 형성하고 유지하기 위해 참여하는 신경집단(neural populations)내 신경들은 서로 흥분과 억제 시냅스로 연결되어 있기 때문에 그 신경활동은 정적이지 않고 지속적으로 유동적인데, 이를 가리켜 동역학적 활동이라 일컫는다.