시냅스

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청중 참여형 과학강연 ‘사이언스슬램D’가 6월 20일 대전 IBS 과학문화센터에서 개최됐다. 사이언스슬램D는 5인의 과학자가 자신의 연구 분야에 대한 강연을 각각 10분 동안 진행한 후 청중 투표를 통해 우승 강연자를 가려내는 과학강연 배틀이다.

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기계학습, 인지과학에서의 인공 신경망은 생물학의 신경망에서 영감을 얻은 통계학적 학습 알고리즘이다.

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인간의 몸에서 신경세포들 사이의 연결을 시냅스라고 한다. 시냅스는 세포의 수와는 별개로 연결을 만들기도 하고 끊기도 하며 일생을 살아가면서 끊임없이 변화를 한다. 시냅스를 만들어 변경하고, 강화하는 등의 작용을 변형성이라고 하는데, 이런 변형성은 수련과 진화의 과정을 통해서 강화된다. 이러한 인간의 뇌의 활동을 웹에 적용하는 것을 시냅틱 웹이라고 한다.

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국내 연구진이 뇌에서 기억이 저장되는 장소를 찾아내는 데 성공했습니다. 서울대 강봉균 교수팀은 신경세포와 신경세포의 연결 부위인 수천 개의 시냅스를 종류별로 구분할 수 있는 기술을 개발하고, 이를 이용해 기억이 저장되는 시냅스를 찾아냈다고 밝혔습니다.

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강봉균 교수(서울대학교) 연구팀이 시냅스*를 종류별로 구분하는 기술을 개발하여 뇌에서 기억이 저장되는 ‘기억저장 시냅스’를 찾아냈다고 과학기술정보통신부(장관 유영민)는 밝혔다. 이 연구 성과는 세계 최고 수준의 국제학술지 사이언스(Science) 4월 27일 자에 게재되었다.

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연극 '아마데우스' 모차르트와 살리에리. 실제로 만 5세 전후로 뇌는 각종 신경계가 확립되는 시기로, 시각과 청각과 같은 감각기능은 물론 언어 표현이나 감정 공감 등 급격 하게 성숙해지는 '결정적 시기'를 지나게 됩니다. 이 시기의 아이들은 마치 스펀지가 물을 빨아들이듯 무엇이든 빠르게 배우고, 익히게 되는 '천재의 뇌'처럼 작동합니다.

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뇌 신경세포 발달에 문제가 생기면 지적장애를 비롯한 각종 뇌 질환이 나타난다. 이를 예방하거나 치료하려면 뇌 신경세포가 어떻게 만들어지는지 알아야 하는데, 국내 연구진이 이를 조절하는 핵심 단백질의 생성원리를 밝혔다.

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청소년 시기를 어떻게 규정하는가는 관련 과학과 시대상황 등이 맞물린 복잡한 주제다. 그 변천사를 보여주는 도표로 1904년 미국의 심리학자 스탠리 홀은 14~24세를 주장했고 영국의 의사 제임스 태너는 사춘기인 11~15세를 주장했다. 그 뒤 세계보건기구는 10~19세로 규정해 기준을 제시했다. 최근 뇌과학 연구결과와 사회환경 변화를 반영해 10~24세로 늘리자는 주장이 나왔다.

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실제 뇌 작동 원리를 모방해 적은 전력만으로도 방대한 정보를 처리할 수 있는 컴퓨터 칩이 개발됐습니다.

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사람의 뇌가 연산을 수행하고, 어떤 사실을 기억하는 등 기능을 수행하는 데 쓰는 전력은 20W 정도다. 이런 뇌를 모방해, 저전력으로 방대한 정보를 처리할 수 있는 기술인 ‘뉴로모픽 컴퓨팅’(neuromorphic computing) 연구가 세계적으로 활발하다.