구글, 사람 `뇌 지도` 그린다

"AI 새로운 기술 만들어낼것"
뇌구조·작동원리 원천기술 확보
"완성까지 10년 이상 걸릴수도"
구글이 사람의 뇌 구조와 작동 원리를 파악하는 원천기술 확보에 힘을 싣고 있다. 새로운 AI(인공지능) 기술 개발로 이어지는 아이디어를 제공하겠다는 목표다.

바이렌 자인 구글 리서치 사이언티스트는 28일 서울 역삼동 구글코리아 사옥에서 열린 구글 AI 포럼에서 화상 인터뷰를 통해 인간의 뇌 작동을 이해하기 위해 신경망 구조의 지도를 그리는 '연결체학'(Connectomics) 연구에 대해 소개했다.

'연결체학(Connectomics)'이란 인간의 뇌가 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하기 위해 신경계에서 찾을 수 있는 신경망의 구조를 포괄적으로 매핑해 뇌지도인 '커넥톰(Connectome)'을 제작하고 이를 연구하는 학문이다.

커넥톰을 제작하는데 있어 가장 어려운 문제 중 하나는 나노미터 해상도로 생성된 뇌 조직의 3D 이미지에서 얻은 방대한 양의 데이터를 해석하는 작업을 자동화하는 것이다.

구글은 현재 이 과정을 완전히 자동화하기 위해 '플러드 필링 네트워크(Flood-Filling Network)'를 통해 개체를 세분화하고 'ERL(Expected Run Length, 예상 실행 길이)'라는 새로운 측정항목을 개발해 정확도를 측정하는 연구를 진행 중이다.

오류 발생 직전까지 ERL을 늘려 나가는 작업을 통해 기술을 개선해 나가고 있다.

구글은 더 많은 연결체학 연구자를 지원하기 위해 플러드 필링 네트워크에 사용된 텐서코드를 비롯한 관련 보유 기술을 공개했다. 또한, '막스 플랭크 신경생물학 연구소(The Max Planck Institute of Neurobiology)' 및 다른 연구 기관에서 진행되고 있는 연결체학 관련 프로젝트에 기여하는 것을 목표로 해석 자동화 및 연결체 재구성 기술을 지속적으로 개발할 예정이다.

자인 사이언티스트는 "구글이 '플러드필링네트워크'(Flood-Filling Network)라는 자체 기술로 두뇌의 지도를 그리는 효율을 약 100배 개선했다"며 "크기가 작고 뇌 구조가 단순한 동물의 뇌를 통한 연구를 진행 중인데 금화조의 뇌 일부를 그리는데 성공했고 초파리 뇌 전체의 연결체를 그리는 작업은 올해 말까지 완료할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

다만 인간의 뇌 지도를 완성하기까지는 아직 갈 길이 멀다. 구글은 4년 전부터 '커넥토믹스 프로젝트'를 진행하고 있지만 인간 뇌 연구는 뇌 전체의 100만분의 1수준에 그치고 있다. 자인 사이언티스트는 "인간 뇌 지도를 만들려면 앞으로 5~6년 동안 해마다 기술이 10배씩 발전해야 하지만 그럴 가능성은 굉장히 낮다"며 "10년 이상 시간이 걸릴 것"이라고 말했다.

구글은 뇌 연구를 궁극적으로 컴퓨터 과학에 응용하겠다는 목표다. 자인 사이언티스트는 "기계의 지능을 향상 시키기 위해 사용하는 것이 인공 신경망인데 이 알고리즘은 인간의 신경과학이 가지고 있는 일반적인 원리 원칙에 기반을 두고 있고 컴퓨터 사이언스 분야에서 인공지능을 만드는데 이미 활용이 되고 있다"고 강조했다.

이어 "완성된 인간의 뇌지도를 AI에 어떻게 적용하고 기여할 수 있는지는 아직 미지수지만 상세한 뇌 구조 지도를 얻고 뇌가 어떻게 기능하는지 이해도를 높일 수 있다면 컴퓨터 과학자들이 영감을 받아서 새로운 기술을 만들어 낼 수 있을 것"이라고 말했다.

김지영기자 kjy@