환경에서 규칙 파악하는 '통계적 학습' 능력 높이려면?

DGIST, 통계적 학습 할 때 뇌에서 일어나는 신경학적 연결망 규명

사람은 주위 환경이나 여러 경험으로부터 자신도 모르게 규칙성을 파악하고, 그에 적응하게 된다. 이러한 '통계적 학습'은 인간의 핵심적 인지 능력이다. 

국내 연구진이 뇌의 여러 영역이 어떻게 상호작용해 통계적 학습을 가능하게 하는지 밝혔다. 새로운 규칙을 학습하는 능력의 비밀을 풀 기반을 마련, 향후 인지신경과학 연구의 확장이 기대된다.

DGIST(총장 국양)는 뇌과학과 전현애 교수 연구팀이 통계적 학습과 뇌의 신경학적 연결망 간 관련성을 규명했다고 9일 밝혔다. 

연구팀은 기능적 자기공명 영상(fMRI)을 활용, 통계적 학습에 관여하는 신경학적 연결망이 뇌의 어느 영역들에 걸쳐 일어나는지 확인했다. 그 결과, 상전두회를 중심으로 펼쳐진 하향 조절에 관련된 영역들과 그들 사이의 신경학적 연결망이 통계적 학습에 핵심 역할을 수행하는 것으로 나타났다. 

통계적 학습에 관여하는 상전두회(superior frontal gyrus, SFG)가 하향 조절과 관련된 다른 뇌 영역들과 깊은 관련이 있다는 것이 새로 제시됨. 또한 해당 연결망은 음의 방향으로 강해질수록 통계적 학습을 더 잘하는 것으로 밝혀짐. (자료=DGIST)

하향 조절은 말단에서 얻은 자극들을 바탕으로 뇌가 어디에 주의를 집중해 자원을 배분하고, 어떤 목적을 위해 계획하고 실행할지 등을 결정하는 작용을 말한다. 

연구진은 상전두회의 이들 부분의 연결이 약해질수록 통계적 학습이 더 잘 이뤄진다는 점도 밝혔다. 이는 목표 지향적 행동이나 집중도와 관련 있는 뇌 영역의 개입을 줄이는 것이 오히려 새로운 규칙을 익히는데 도움이 될 수 있다는 가능성을 제시한다고 연구진은 설명했다.

전현애 DGIST 뇌과학과 교수(왼쪽)와 논문 제1저자인 박정탁 박사과정생 (자료=DGIST)

전현애 교수는 "이번 연구는 인간의 통계적 학습을 가능케 하는 뇌 신경학적 기전에 대한 핵심적 증거를 제시한 것"이라며 "향후 이 두뇌 연결망을 중심으로 학습 능력을 높이기 위한 다양한 연구 방법이 진행될 수 있을 것"이라고 밝혔다.

이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구자 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 학술지 '뉴로이미지(NeuroImage)'에 게재됐다.