대구경북과학기술원(DGIST)은 뇌·인지과학전공 전현애 교수 연구팀이 새로운 메타-분석 모델을 개발하고, 이를 이용해 인간의 추론 과정에 대한 핵심 신경학적 기전을 새롭게 규명했다고 26일 밝혔다.

DGIST에 따르면 전현애 교수 연구팀이 개발한 분석법은 대뇌 피질의 공간적 특징이 반영된 공간적 점 과정(Spatial point process)이라는 수학 모형에 기반한 ‘피질 표면에서의 베이즈 기반 메타-분석(BMACS)’ 모델이다. 연구팀은 이를 통해 추론 과정의 핵심 기전에 대한 중요한 증거를 제시할 수 있었다.

BMACS는 기존 분석법과 달리 뇌 피질의 표면에서 분석을 진행한다. 연구팀은 정점 좌표가 모여 있는 뇌 영역은 추론을 할 때 높은 활성도를 가질 것이라는 가정을 바탕으로 공간적 점 과정의 일종인 로그 가우스 콕스 과정을 적용, 대뇌 피질 전체에 걸쳐 예측된 활성화 패턴을 획득할 수 있었다. 여기에 획득한 활성화 패턴에서 95% 이상의 신뢰도를 갖는 영역을 걸러내 추론과 관련된 뇌 영역을 찾는 데 성공했다.

분석법을 적용해 연구를 진행한 결과, 두뇌의 왼쪽 배외측 전전두피질, 전두극피질, 내측 전전두피질 등이 추론의 핵심 영역으로 밝혀졌다. 이 영역들은 다양한 인지 과정에 관여하는 것으로 알려진 다중 요구 시스템의 뇌활성 패턴과 많은 유사점을 보였다. 이는 복잡한 인지 과정들이 종합적으로 요구되는 고도의 사고 과정을 통해 추론이 진행된다는 가능성을 제시한 것이라고 연구팀은 설명했다.

전현애 DGIST 뇌·인지과학전공 교수는 “이번 연구는 인간의 추론 능력에 대한 핵심 증거를 제시한 것”이라며 “우리가 개발한 새로운 분석 방법을 이용한다면, 향후 인간의 추론 능력뿐 아니라 다양한 인지 능력을 관장하는 뇌의 핵심 기제를 더욱 과학적으로 연구할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구에는 DGIST 뇌·인지과학전공 신민호 박사과정생이 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 뇌인지신경과학 분야 학술지 ‘Cerebral Cortex’에 지난 6월 28일 온라인 게재됐다.