4. 생각하는 기계 분해하기 2017-03-23T10:34:59+00:00

4. 생각하는 기계 분해하기

뇌과학이 밝혀낸 사실들

패턴인식 마음이론을 통해 추론한 뇌의 작동 알고리즘은 신경과학 분야의 최근 연구결과들을 통해 구체적으로 입증되고 있다. 수십만 년 동안 진화를 거쳐 우리 인간이 머릿속에 장착하게 된 하드웨어는 어떤 모습을 띠고 있을까?

Key Point

  • 신피질의 진화는 생존에 매우 유용한 것으로 판명되었으며, 신피질의 확장은 진화의 목표가 되었다.
  • 서로 영향을 미치는 뉴런은 연결된다: 서로 활성화되도록 반복적으로 영향을 미치는 뉴런은 연결된다 – 도널드 헵 Donald O. Hebb
  • 뉴런으로 만든 레고블럭: 학습의 기본단위가 뉴런 하나가 아니라 여러 개로 구성된 모듈이다 – 헨리 마크램 Henry Markram
  • 맨해튼과 같은 규칙적인 연결망: 신피질의 연결망은 잘 구획된 도시처럼 격자구조로 이루어져있다 – 밴 웨딘 Van J. Wedden
  • 정보처리 메커니즘의 보편성: 뇌의 놀라운 가소성
    • 모든 패턴처리과정의 계층구조는 어떤 신피질 영역에서나 동일하다 – 대니얼 펠레먼 Daniel J. Felleman
    • 시각피질의 정보처리방식이 다른 영역에서도 똑같이 나타난다 – 유리 해슨 Uri Hasson
    • 맹인들은 시각피질에서 언어처리 기능을 수행한다 – 마리나 베드니 Marina Bedni

주석

1. 스티븐 핑커: 지능은 자연선택의 목표가 아니다

Steven Pinker, How the Mind Works (New York: Norton, 1997), 152― 53. 한국어판

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Steven Pinker, 1954-

2. 헵학습 Hebbian Learning

O. Hebb, The Organization of Behavior (New York: John Wiley & Sons, 1949).

3. 선천적인 지식을 담고 있는 뉴런 레고블럭

Henry Markram and Rodrigo Perrin, “Innate Neural Assemblies for Lego Memory,” Frontiers in Neural Circuits 5, no. 6 (2011).

4. 레고블럭은 ‘공유된 콘텐츠와 선천적 지식’

2012년 2월 19일 Henry Markram과의 이메일 대화.

5. 뇌의 연결망은 맨해튼처럼 잘 구획된 격자구조

Van J. Wedeen et al., “The Geometric Structure of the Brain Fiber Pathways,” Science 335, no. 6076 (March 30, 2012).

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6. 시각피질 V1과 V2의 인지기능

Tai Sing Lee, “Computations in the Early Visual Cortex,” Journal of Physiology— Paris 97 (2003): 121― 39.

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7. MIT 신경과학자 토마소 포지오Tomaso Poggio의 연구업적

http://cbcl.mit.edu/people/poggio/tpcv_short_pubs.pdf

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Tomaso Poggio, 1947-

8. 패턴처리과정의 계층구조의 보편성

Daniel J. Felleman and David C. Van Essen, “Distributed Hierarchical Processing in the Primate Cerebral Cortex,” Cerebral Cortex 1, no. 1 (January/ February 1991): 1― 47. 신피질에서 발생하는 상향식 하향식 커뮤니케이션에 대한 베이즈의 정리를 활용한 설득력있는 분석은 “Hierarchical Bayesian Inference in the Visual Cortex,” Journal of the Optical Society of America 20, no. 7 (July 2003): 1434― 48를 참조하라.

9. 시간수용창의 계층구조

Uri Hasson et al., “A Hierarchy of Temporal Receptive Windows in Human Cortex,” Journal of Neuroscience 28, no. 10 (March 5, 2008): 2539―50.

10. 맹인들의 시각피질에서 언어처리 기능 수행

Marina Bedny et al., “Language Processing in the Occipital Cortex of Congenitally Blind Adults,” Proceedings of the National Academy of Sciences 108, no. 11 (March 15, 2011): 4429― 34.

11. 피질 속 시냅스와 수상돌기의 형성, 제거, 형태학적 변형

Daniel E. Feldman, “Synaptic Mechanisms for Plasticity in Neocortex,” Annual Review of Neuroscience 32 (2009): 33― 55.

12. 운동뉴런으로 감정을 처리하는 쥐실험

Aaron C. Koralek et al., “Corticostriatal Plasticity Is Necessary for Learning Intentional Neuroprosthetic Skills,” Nature 483 (March 15, 2012): 331― 35.

13. 피질기둥은 기본적으로 같은 기능을 수행한다

2012년 1월 Randal Koene과의 이메일 대화.

15. 유전자에 의한 신경망 자가형성 메커니즘

Dario Bonanomi et al., “Ret Is a Multifunctional Coreceptor That Integrates Diffusible- and Contact-Axon Guidance Signals,” Cell 148, no. 3 (February 2012): 568― 82.

16. 게놈의 데이터용량

11장 주석 7번 참조.