중부 대학의 쓰다 이치로 교수가 1987년에 제안한 수리 모델이 해외 수학자들에 의해 증명되었다.이 모델은 사람이 뇌에서 연상 기억을 하는 기구의 일단을 설명하는 것으로, 당시의 수학적 수법으로는 증명할 수 없었다.이번에 브라질 리오데자네이루 연방대학의 수학자들이 컴퓨터를 이용한 수치 시뮬레이션으로 검증에 성공해 처음으로 수학에 의해 모델의 정확성이 밝혀졌다.
뇌는 눈, 귀, 코, 혀, 피부로부터 받는 자극을 정보로 기억할 때 과거의 기억을 참고하여 새로운 입력 정보가 무엇인지 연상한다.예를 들어, 갇힌 사과를 봐도 사과라고 연상해, 레몬을 보면 신맛과 연상해 새로운 기억으로서 둔다.
31년전, 쓰다 교수는 대뇌신피질내의 뉴런(신경세포)의 네트워크 구조를 모의한 신경 회로 모델로 연상 기억의 연구에 착수.신경회로에는 기억에 이르는 도중의 상태(의사 어트랙터)가 일시적으로 머물러, 복수의 뉴런간을 혼돈(무질서)적인 상태로 왕래하면서 최종적으로 질서가 있는 기억이 되는 수리 모델을 제안 , 수치 시뮬레이션을 실시.그러나 무한소수의 유한화나 반올림 등의 오차로 입증은 할 수 없었다.이번에, 오차내에 진정한 해가 있음을 보증하는 수학적 수법으로 수리 모델이 올바른 것이 증명되었다.
쓰다 교수는 교토대학의 박사과정 학생시에 연상기억의 수리모델에 연결되는 수리모델을 제시.이것은 카오스적인 상태에 노이즈를 더하면 질서를 가진 상태로 변화한다는 것으로, 2017년 이탈리아 피사 대학의 수학자들에 의해 수학에서 증명되었다.수학에서 증명된 2개의 모델이 향후 뇌과학연구나 AI(인공지능) 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.
논문 정보:
1987 년【Progress of Theoretical Physics】Memory Dynamics in Asynchronous Neural Networks(PDF)
2018 년【Mathematics】Chaotic Itinerancy in Random Dynamical System Related to Associative Memory Models(PDF)
