한국과학기술원(KAIST)은 바이오 및 뇌공학과 백세범 교수 연구팀이 포유류 종마다 뇌 시각피질에서 서로 다른 신경망 구조가 나타나는 원리를 밝혀냈다고 11일 밝혔다.

포유류 뇌 시각피질에 분포하는 신경세포에서는 외부 자극의 방향에 따라 신경 활동도가 달라지는 '방향 선택성'이 관측된다.

원숭이, 고양이 등 종에서는 방향 선택성이 연속적인 형태로 변하는 '방향성 지도' 구조를 이루지만 설치류 시각피질에서는 소금·후추를 뿌린 것과 같은 모양의 '소금-후추 구조'의 방향 선택성이 나타난다.

백 교수 연구팀은 시각피질 신경망 크기, 망막 신경망의 상대적인 크기와 같은 단순한 물리적 차이에 따라 완전히 다른 구조가 나타날 수 있다는 것을 밝혀냈다.

시각피질이 클수록, 망막이 작을수록 연속적인 방향성 지도가 형성되는 경향이 확인됐다.

뇌 신경망 구조가 기존의 예상보다 훨씬 단순한 원리에 의해 결정된다는 점을 보여준다고 연구팀은 설명했다.

백 교수는 "이미 오랫동안 알려져 있었으나 그 의미를 알지 못했던 데이터들을 이론, 수학적인 모델에 적용해 의미를 찾아냈다"며 "생물학 분야에서 이론적 모델 연구의 중요성을 나타내는 연구"라고 설명했다.

장재선·송민 박사과정생이 공동 1 저자로 참여한 이번 연구 성과를 담은 논문은 지난 10일 국제 학술지 '셀'(cell)'의 온라인 자매지 '셀 리포츠'(cell reports)에 실렸다.