중부대학 창발학술원 쓰다 이치로 교수와 와타베 다이시 연구원들은 뇌 등의 뉴런(신경세포)이 복잡한 망목 구조로 성장하는 '분화' 과정을 설명할 수 있는 수학 모델을 개발했다.
지금까지 뉴런의 분화를 생물학적으로 고찰한 연구는 있지만, 메카니즘까지는 거의 해명되지 않았다.종래부터 제안되어 온 신경망의 수학 모델에서는, 뉴런을 작용을 알 수 있는 부품으로서 정의하고, 그것들을 상호작용에 의해 연결한다는 생각에 근거하고 있었다.그러나 실제 분화를 증명할 수 없었다.
쓰다 교수들은 이번, 종래와는 반대의 발상으로, 일이 정해지지 않은 부품으로 이루어지는 시스템에 의한 수학 모델을 고안.이 모델은 뉴런이 입력 정보를 감쇠시키지 않고 가장 효율적으로 전달하도록 분화한다. 질서 형성)이라고 한 가정에 근거한다.
이 모델에 수치를 입력한 결과, 뉴런이 실제 신경세포의 활동을 모의한 모델이 얻어졌다.이것은 스파이킹 뉴런 모델이라 불리며 신경세포가 발하는 활동 전위(스파이크)를 인공적으로 재현하고 시간적인 파형으로 재현하는 구조다.또한 그 네트워크도 뇌에 가까운 구조로 분화하는 모습을 관측할 수 있었다.이것은 모델의 정확성을 입증했다.
이번 성과를 바탕으로 보다 복잡한 생체기능의 분화가 해명되어 인공지능(AI)의 활용으로 환경변화에 적합한 뉴런의 분화 연구에 탄력이 있을 것으로 기대된다.
