뇌세포 하나가 '초소형 컴퓨터'처럼 작동한다…중국 연구진, AI 학습 원리 뒤집을 단서 발견↗ (원문, 새 창)

중국과학원 연구진이 단일 신경세포(뉴런) 내부의 수상돌기가 추상적 규칙을 처리하고 세포체는 감각정보를 반영하며, 두 신호가 결합해 의사결정을 만든다는 사실을 국제학술지 사이언스에 발표했다. 연구진은 생쥐에게 소리 높낮이 분류 규칙을 예고 없이 바꾸는 청각 과제를 훈련시키고 이광자 영상으로 정단 수상돌기와 세포체의 활동을 동시에 관찰했다. 광유전학으로 정단 수상돌기의 활동을 억제하자 행동 선택 관련 신호가 뚜렷하게 약해져, 수상돌기의 계산이 실제 의사결정에 인과적으로 기여한다는 점이 확인됐다. 이는 뉴런을 단순 입출력 단위로 보던 기존 모델을 넘어서는 발견으로, 적은 데이터로 규칙을 추론하고 변화에 적응하는 소수 사례 학습·지속 학습·적응형 AI 설계에 참고할 수 있는 생물학적 원리를 제공한다.

• 뉴런 내부 수상돌기는 추상적 규칙을, 세포체는 감각정보를 각각 처리
• 생쥐 청각 분류 규칙을 바꾸는 실험으로 인지적 유연성 검증
• 광유전학으로 수상돌기 활동 억제하자 의사결정 신호 약화 확인
• 뉴런 내부 계산이 행동 선택에 직접 기여한다는 인과적 증거 제시
• 소수 사례 학습·지속 학습 등 차세대 AI 설계에 참고할 원리 제공