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FMRI에 의한 대규모 뇌신경망 연구의 탐험적 방법

전문가 제언: ○ 현대과학이 발달하였으나 인간의 인지기능(언어, 기억, 연산)과 행동을 좌우하는 뇌기능을 해명할 뇌과학은 인류 최대의 미개척분야로서 선진국에서 집중적으로 연구하고 있으며, 미래 과학과 기술의 가장 중요한 도전이 될 것이다.

○ 최근 기능적 자기공명영상(functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI)을 이용하여 언어, 기억, 집중력 및 시지각 능력 등 고인지 기능을 담당하는 뇌신경 영역을 가시화할 수 있게 되었다. FMRI는 BOLD방법을 이용하여 뇌의 활성화 부분을 영상화하는 것으로서 뇌의 신경활성화 영역의 혈역동학적 변화에 기초를 두고 있다.

○ 여기서는 fMRI에 의한 대규모 뇌신경망의 연구에 있어 최근의 발전현황을 개관하고 미래 전망과 과제를 제시하였다. 대규모 뇌신경망은 해부학적 연계성과 기능적 상호작용을 공유하는 분리되고 통합된 신경영역의 집합체로 정의할 수 있으며, BOLD fMRI 데이터분석은 대부분 일반적 선형모형(GLM)에 의존하고 있다.

○ GLM에 기초한 방법은 활성화된 전운동성피질(premotor cortex)과 관련된 뇌 영역의 활성화지도를 제공하며, FMRI에 의한 대규모 뇌신경망 연구의 탐험적 방법은 주성분분석(PCA), 상관관계 도출, K-방법, 자기조직지도 알고리즘 등으로 전에 인식정보가 없는 대규모 신경망의 데이터 도출 접근법을 제공한다.

○ 뇌를 신경망으로 분해하면 각 신경망은 더 작은 서브 신경망으로 분할할 수 있고, 서브 신경망은 서브서브 신경망으로 분할할 수 있다. 더욱이 해부학적 그리고 기능적 기관사이의 어떤 관계가 있을지라도 어떻게 기능적 통합과 분리가 해부학적으로 코드화돼 있는지 알 수 없기 때문에 신경 인지기능에 대한 탐험연구를 계속 수행해나가야 한다. BOLD fMRI 영상 중 중첩된 뇌신경망으로 보이는 영역의 역할문제는 앞으로 규명해야할 과제가 될 것이다.

저자: V. Perlbarg, G.Marrelec
자료유형: 학술정보