[학생 인터뷰] 김진우 학부생, 시각 피질의 주요 신경망 구조 형성 원리를 규명하여 연구결과 논문 게재

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Q1. 간단한 자기소개 부탁드립니다.

안녕하세요, 바이오 및 뇌공학과와 전산학부를 복수 전공했고 이제 졸업을 앞두고 있는 김진우 학생입니다.

Q2. 최근 연구를 통해 시각 피질의 주요 신경망 구조 형성 원리를 규명하셨습니다. 이에 대해 간단한 소개 부탁드리겠습니다.

사람 같은 고등 포유류의 시각 피질 (V1) 에서는 규칙적인 구조를 가지는 신경망이 눈을 뜨기 전부터 관찰됩니다. 기계 학습과 반대로 데이터를 보기 전에 이미 학습을 하는 셈인데, 이 과정이 어떻게 일어나는지는 70년대부터 지금까지 다들 잘 몰랐습니다. 저희 연구에서는 백세범 교수님이 이전에 제시하신 시각 피질의 수학적인 모형에 어린 동물에서 발생하는 망막의 전기적 활동을 결합하고, 여러 실험 데이터를 종합해 "망막의 구조와 활동이 뇌 회로의 발달을 지시한다" 는 새롭고 명확한 원리를 제시했습니다.

Q3. 이번 연구를 진행하며 가장 까다로웠던, 혹은 힘들었던 부분이 있으셨는지요? 있으셨다면 어떻게 해결해 나가신지도 궁금합니다.

전산적인 연구의 공통점일 것 같은데, 이론은 큰 틀에서 거의 완성되었지만 검증을 위한 실험 데이터가 부족했던 것이 가장 어려웠던 부분이었습니다. 처음에 필요하다고 생각했던 데이터가 100개라면, 기존 논문에서 접근 가능한 10개, 5개만 가지고도 저희 모델을 검증할 수 있도록 연구 방법을 고쳐 나가는 것이 난이도가 높았던 것 같습니다. 이 과정에 송민 조교님과 백세범 교수님의 지도가 결정적인 도움이 되었습니다.

Q4. Neuroscience 분야의 어떤점이 가장 흥미롭다고 느끼시나요? 혹은 어떤 점이 이 분야의 매력이라고 생각하시나요?

우리가 블랙 박스라고 여기고 있는 뇌를 구성 단위로 나눠 그 작동 방식을 이해하려고 시도한다는 점이 흥미롭습니다. 너무 환원주의로 빠지는 것은 위험하지만, 연구를 하면서 "뇌도 마치 컴퓨터처럼 구성 요소를 통해 완전히 이해할 수 있을지도 모른다" 는 생각이 들 때가 가장 재미있었습니다.

Q5. 학부연구생의 입장에서 후배들에게 줄 수 있는 팁이 있을까요?

몸과 마음의 건강을 잃지 마세요.

Q6. 앞으로 더 연구해보고 싶은 분야 혹은 방향은 어떻게 되시나요?

이번 연구는 계산 뇌과학이고, 지금 진행 중인 연구는 고전적인 기계학습에 가까운데, 최종적으로는 아직 갈 길이 먼 범용 인공지능의 개발에 기여하고 싶습니다. 뇌의 작동 방식에 대한 이해와 적용을 통한 인공지능의 발전, 두 방향을 모두 제대로 아는 연구자가 되려 합니다.

참고 논문: Kim, Jinwoo, et al. "Spontaneous retinal waves can generate long-range horizontal connectivity in visual cortex." Journal of Neuroscience 40.34 (2020): 6584-6599.

김준희 기자 (jjoon95@kaist.ac.kr)