전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
전국 대전·세종·충남

속보

더보기

KAIST, 고등 인지기능 자발적 발생 원리 규명

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = KAIST는 바이오및뇌공학과 백세범 교수 연구팀이 학습 과정을 거치지 않은 신경망에서 고등 시각 인지기능이 자발적으로 발생하는 원리를 규명했다고 4일 밝혔다.

신경망에서 상위 인지 기능을 발생시키기 위해서 반드시 충분한 데이터 학습이 필요하다는 기존의 상식과 완전히 상반되는 것으로 현재 통용되고 있는 인공지능(AI)의 구현 방식에 대한 근본적인 의문을 던진다.

다양한 생물 종의 뇌에서 관측되는 선천적인 인지 기능의 발생에 대한 설명 가능한 이론을 제시할 뿐만 아니라 뇌신경과학 연구의 가장 근본적인 질문 중 하나인 '인지 지능의 발생 및 진화'의 원리에 대한 기존과는 전혀 다른 새로운 시각을 제시한다.

무작위로 초기화된 심층신경망에서 자발적으로 발생하는 수량 선택적 신경망 유닛 [사진=카이스트] 2021.01.04 memory4444444@newspim.com

연구팀은 뇌의 시각 신경망을 모사한 인공신경망 시뮬레이션을 통해 모든 연결 가중치가 무작위로 정해지도록 초기화된 신경망이 전혀 학습을 거치지 않은 상태에서도 특정 숫자에 선택적으로 반응하는 '수량 선택성'을 자발적으로 생성함을 발견했다.

이 같이 자발적으로 발생한 수량 선택적 유닛은 실제 동물의 뇌에서 발견되는 수량 선택적 뉴런들이 보이는 '베버-페히너 법칙(Webber-Fechner law)' 등의 주요 특성을 동일하게 따름을 확인했다.

베버-페히너 법칙은 자극과 감각 사이의 상대적 관계를 나타내는 심리물리학적 법칙이다. 인지 가능한 자극 강도 변화량은 현재 강도에 지수적으로 비례한다는 것으로 이는 인지생물학에서 기본적인 원리로 알려져 있다.

연구팀은 학습을 거치지 않은 신경망의 초기 상태에서 나타나는 단순한 물리적 구조 특성이 다양한 인지 기능을 발생시킬 수 있을 것이라 예상했다.

이를 확인하기 위해 수행한 심층신경망 시뮬레이션 연구를 통해 모든 연결 가중치가 무작위로 초기화된 신경망에서도 '계층 구조'와 무작위적 피드 포워드 연결만 형성된다면 특정 수량에 선택적으로 강한 반응을 보이는 신경망 유닛들이 자발적으로 생성됨을 확인했다.

이러한 신경망 유닛들은 실제 뇌에서 발견되는 수량 선택적 신경세포의 주요한 성질들과 유사한 특성을 보였다. 이 결과는 생물학적 뇌에서 생애 초기에 발견되는 선천적인 숫자 선택성 역시 동일한 원리에 의해 발생할 가능성을 시사한다.

이러한 결과는 기초적인 인지 기능이 신경망의 초기 구조가 갖춰진 시점에 이미 존재하고 이후 다양한 학습을 통해 조절될 수 있음을 보여주며 뇌신경과학의 중요한 화두 중 하나인 '지능의 선천적 혹은 후천적(nature vs. nurture) 형성'에 관해 매우 중요한 단서를 제공하는 발견으로 평가된다.

다양한 동물의 행동에서 관측되는 숫자 감각을 묘사[사진=카이스트]  2021.01.04 memory4444444@newspim.com

학습과 훈련에 의존해 대부분의 뇌 기능이 발생한다는 기존의 시각을 탈피해 선천적이고 자발적으로 발생하는 뇌 기능에 대한 보다 심도 있는 연구가 필요하다는 사실을 시사한다.

현재의 인공지능 구현 기법들과 완전히 다른 인공지능 구현 원리를 제시할 수 있는 생물학적 뇌 기반 이론을 제시한다.

백세범 교수는 "뇌 신경망 연구를 통해 얻은 아이디어를 인공신경망 연구에 적용하고 그 결과를 다시 뇌과학적 원리를 발견하는 데 사용해 중요한 통찰을 가능하게 한 의미 있는 연구ˮ라며 "뇌신경과학과 뇌공학 분야 모두에서 가장 중요한 질문 중 하나라고 할 수 있는 인지 지능의 기원에 대한 이해의 전환점을 가져올 것으로 기대된다ˮ고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단의 이공분야기초연구사업 및 원천기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

KAIST 물리학과 김광수 석박사통합과정, 바이오및뇌공학과 장재선 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 성과는 국제 학술지 '사이언스(Science)'의 온라인 자매지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 지난 1일 게재됐다.

memory4444444@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
코스피 8% 급등…5400선 회복 [서울=뉴스핌] 이나영 기자= 1일 코스피는 중동 지정학적 리스크 완화 기대와 미국 증시 급등 영향에 힘입어 8%대 상승 마감했다. 기관의 4조원대 순매수가 유입되며 지수 상승을 견인한 가운데, 장 초반 매수 사이드카가 발동되는 등 강한 반등 흐름을 보였다. 이날 한국거래소에 따르면 코스피 지수는 전 거래일 대비 426.24포인트(8.44%) 오른 5478.70에 거래를 마쳤다. 기관이 4조288억원을 순매수하며 지수 상승을 주도했고, 개인과 외국인은 각각 3조7633억원, 6259억원을 순매도했다. 장 초반에는 코스피200 선물이 급등하면서 프로그램 매수 호가 효력을 일시 정지하는 매수 사이드카가 발동되기도 했다. 국내 시가총액 1·2위 종목인 삼성전자와 SK하이닉스는 10% 넘게 상승하며 장을 마쳤다. 이날 삼성전자는 전일 대비 13.40% 오른 18만9600원에, SK하이닉스는 10.66% 상승한 89만3000원에 각각 거래를 마감했다. [서울=뉴스핌] 양윤모 기자= 이란 전쟁 종식에 대한 기대감에 1일 오후 코스피가 전장 종가보다 426.24 포인트(8.44%) 상승하며 5478.70으로, 코스닥은 63.79 포인트(6.06%) 상승한 1116.18로 거래를 마감한 가운데, 서울 중구 하나은행 을지로본점 딜링룸에서 직원들이 업무를 보고 있다. 2026.04.01 yym58@newspim.com 이외 삼성전자우(11.84%), 현대차(9.54%), LG에너지솔루션(3.17%), 삼성바이오로직스(4.52%), 한화에어로스페이스(6.73%), SK스퀘어(7.40%), 두산에너빌리티(8.50%), 기아(6.96%) 등 주요 대형주가 일제히 상승 마감했다. 이번 반등은 미국과 이란 간 전쟁 종식 기대가 부각되며 투자 심리가 개선된 데 따른 것으로 풀이된다. 도널드 트럼프 미국 대통령이 종전 협상 진전을 언급한 데 이어 이란 측도 협상 가능성을 시사하면서 글로벌 증시 전반에 긍정적인 영향을 미쳤다. 강대승 SK증권 연구원은 "전쟁이 단기전에 그칠 경우 인공지능(AI) 인프라 중심 성장 기대가 재차 부각될 수 있다"며 "관련 산업 비중이 높은 한국 증시의 반등 탄력도 커질 가능성이 있다"고 분석했다. 한지영 키움증권 연구원은 "밸류에이션 매력이 부각되며 저가 매수세가 유입되고 있다"며 "미국 증시 강세와 맞물려 전일 하락분을 상당 부분 만회하는 흐름"이라고 설명했다. 같은 시각 코스닥은 전 거래일보다 63.79포인트(6.06%) 오른 1116.18를 기록했다. 외국인과 기관이 각각 4388억원, 4603억원 순매수했으며 기관은 9006억원 순매도했다. 코스닥 시가총액 상위 종목 역시 상승 종목이 우세했다. 에코프로(6.88%), 에코프로비엠(5.10%), 알테오젠(5.42%), 레인보우로보틱스(7.68%), 에이비엘바이오(8.50%), 리노공업(10.81%), 리가켐바이오(7.03%), 펩트론(4.94%), 코오롱티슈진(1.69%) 등이 강세를 나타냈다. 다만 코스닥 대장주 삼천당제약은 10.25% 하락하며 시총순위 4위로 밀려났다. 이날 서울 외환시장에서 원·달러 환율은 전 거래일보다 28.8원 내린 1501.2원에 마감했다. nylee54@newspim.com 2026-04-01 16:06
사진
국민의힘, 새 공관위원장 박덕흠 [서울=뉴스핌] 신정인 기자 = 장동혁 국민의힘 대표는 1일 "다선의 중진의원으로서 당내에서 신망이 높은 박덕흠 의원(4선·충북 보은군옥천군영동군괴산군)을 공천관리위원장으로 모시려 하고 있다"고 밝혔다. 장 대표는 이날 오전 서울 여의도 국회 본관에서 열린 국민의힘 정책공모전 '국민의 아이디어, 정책이 됩니다' 시상식을 마친 뒤 기자들과 만나 이같이 말했다. [수원=뉴스핌] 류기찬 기자 = 박덕흠 국민의힘 의원이 21일 오후 경기 수원시 경기도청에서 열린 국회 행정안전위원회의 경기도에 대한 국정감사에서 신문을 들고 질의를 하고 있다. 2025.10.21 ryuchan0925@newspim.com 그는 전날(31일) 사퇴한 이정현 공천관리위원장에 대해 "그동안 여러 노력을 했고 지방선거에 대해선 공천 작업을 거의 마무리했다"며 "가처분 재판이 진행 중인 지역과 경기 지역, 아직 후보 신청이 마무리되지 않은 기초단체가 있지만 새로운 공관위가 충분히 마무리할 수 있다"고 했다. 이어 "사무총장이나 클린공천 법률지원단장을 제외하고 별도의 공관위를 구성하려 한다"며 "공천작업 마무리와 보궐 선거는 별도 공관위에서 공천 작업을 진행하겠다"고 밝혔다. 앞서 이 공관위원장은 전날 기자회견을 열고 "공관위원장직을 내려놓고, 공관위원들도 일괄 사퇴했다"며 "이번 공천은 시끄러웠지만 그 안에는 판을 바꾸려는 분명한 시도가 담겨 있었다"고 했다. 그러면서 "부족했던 점, 미흡했던 점, 그리고 상처받은 분들에 대한 책임은 공관위원장인 제가 무겁게 안고 가겠다"고 했다. allpass@newspim.com 2026-04-01 10:03
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동