뇌 부위별 정보 처리 시간이 다르다

KAIST, 뇌 신경활동 시간 밝혀내
감각 정보 다루는 신경부분은 빨리
고차원적 처리 다루는 곳은 느리게

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술원(KAIST)과 미국 존스홉킨스대 공동연구진이 뇌의 각 부분이 정보를 처리하는 속도가 다르다는 사실을 알아냈다. 마치 컴퓨터의 여러 프로그램이 각자 다른 속도로 일하는 것처럼, 뇌의 각 부분도 정보를 처리하는 데 걸리는 시간이 다르다는 것. 이번 연구를 통해 우리 뇌가 어떻게 생각하고 기억하는지에 대해 더 잘 알게 됐다.

24일 KAIST에 따르면, 이번 연구는 KAIST 뇌인지과학과 백세범 교수와 생명과학과 정민환 교수, 미국 존스홉킨스대 이대열 교수가 참여해 인간과 원숭이 등 여러 포유류와 쥐 같은 설치류의 뇌에서 신경활동의 시간적인 스케일을 밝혀냈다.

인간 뇌의 가장 중요한 부분인 대뇌피질은 대뇌의 표면을 감싸고 있는 신경세포들의 집합으로 마치 여러 층으로 이루어진 건물과 같다. 여기에는 시각피질과 같이 감각 정보를 담당하는 영역부터 전전두엽 피질과 같이 고등 인지를 담당하는 영역까지 점차 고차원적인 처리 과정을 거치는 계단처럼 구성돼 있다.

연구진은 뇌 신경세포들의 정보 처리 시간이 위계가 낮은 영역에서부터 높은 영역에 이르기까지 점점 증가하는 것을 관측했다. 즉, 뇌의 상위 영역으로 갈수록 정보처리를 위해 상대적으로 긴 시간을 사용하는 신경 활동이 일어난다는 것이다.

인간과 원숭이, 쥐의 뇌를 살펴본 결과 뇌의 각 부분이 서로 연결돼 있고, 이러한 연결 방식 때문에 신경세포들이 다양한 속도로 활동하면서 우리가 생각하고 느끼고 기억하는 모든 일을 가능하게 한다는 것을 알아냈다.

다시말해 뇌는 마치 여러 개의 기어가 달린 시계와 같아서, 각 기어가 다른 속도로 돌아가면서 시계가 정확하게 작동하는 것이다. 그결과 뇌의 각 부분도 서로 다른 속도로 일하면서 우리의 생각과 행동을 조절한다.

백세범 교수는 "포유류의 뇌가 정보를 처리하는 원리를 이해하는데 중요한 단서인 신경 활동의 소요 시간이 해부학적 계층에 따라 변하는 보편적인 구조적 패턴을 밝힘으로써, 뇌의 다양한 기능을 구현하기 위해 필요한 신경망 구조에 대한 구체적인 설명이 가능해질 것"이라고 말했다.

[e-mail] 김만기 기자