[사이테크+] "생후 두 달 된 아기도 시각 정보 분류 처리할 수 있다"

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아일랜드 연구팀 "영아의 시각, 알려진 것보다 훨씬 이른 시기에 발달"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 태어난 지 두 달밖에 안 된 아기도 주변에 보이는 사물들을 특성에 따라 분류하는 범주화(categorization)를 할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

아일랜드 더블린 트리니티 칼리지 신경과학연구소(TCIN) 클리오나 오도허티 박사팀은 3일 과학 저널 네이처 신경고학(Nature Neuroscience)에서 생후 2개월 아기에게 다양한 물체 사진을 보여주면서 뇌 활동을 촬영하고 인공지능(AI)으로 분석해 이런 사실을 확인했다고 밝혔다.

오도허티 빅사는 이 결과는 시력과 경험이 제한적인 생후 2개월 된 아기가 이미 복잡한 시각 정보를 처리할 수 있음을 보여준다며 이는 영아의 시각 발달이 기존에 알려진 것보다 훨씬 이른 시기에 이루어진다는 것을 시사한다고 말했다.

인간은 생후 첫해 동안 물체를 인식하고 특성에 따라 분류하는 법을 배우며, 이런 과정은 이후 언어 습득의 기초가 된다. 하지만 이런 능력이 뇌에서 언제 발달하는지는 명확하게 규명되지 않았다.

연구진은 아기들의 인지 능력에 대한 기존 연구들은 주로 아기들이 특정 사물을 응시하는 시간 같은 행동 지표에 의존해 이루어져 왔는데, 이런 행동은 더 어린 연령대에서는 측정이 어렵고 신뢰도도 낮다고 지적했다.

이어 이 연구에서는 깨어있는 아기들에게 직접 물체 사진을 제시하면서 실시간으로 뇌 활동을 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 촬영해 AI로 분석하는 방법으로 영아의 시각 정보 처리 과정을 밝히고자 했다고 설명했다.

이들은 생후 두 달 된 영아 130명에게 소음 차단 헤드폰을 착용하게 하고 편안하게 눕힌 다음, 15~20분간 동물(고양이, 새 등), 사물(고무 오리, 쇼핑 카트 등), 식물(나무 등) 등 흔한 물체 12가지를 보여주면서 뇌 활동 패턴을 fMRI로 촬영했다.

그다음 인공지능 모델을 사용해 뇌 시각인식 경로를 따라 나타나는 활동 패턴을 모델과 비교, 영아의 뇌가 서로 다른 시각적 범주를 어떻게 표현하는지 분석했다.

그 결과 생후 2개월 된 영아의 시각피질(visual cortex)과 복측 측두 피질(ventrotemporal cortex) 같은 시각 인식 경로에서 물체의 범주에 따라 일관된 신경 활동 패턴이 나타나는 것으로 확인됐다.

이런 패턴은 생물과 무생물에 따라, 그리고 크기에 따라 다르게 나타났으며, 이런 패턴 차이는 성인의 시각 인식 경로에서 나타나는 것과 유사했다.

연구팀은 이 연구 결과는 생후 2개월 된 영아가 시력이 불완전하고 세상 경험이 매우 제한적인 상태에서도 이미 사물을 범주화하는 수준의 시각 정보 처리 능력을 가지고 있음을 보여준다고 설명했다.

오도허티 박사는 "부모와 과학자들은 오랫동안 아기 마음속에서 어떤 일이 일어나고 있는지, 아기들이 주변 세상을 볼 때 실제로 무엇을 보는지 궁금해해 왔다"며 "이 연구는 생후 첫해 동안 뇌 기능이 얼마나 풍부한지 보여준다"고 말했다.

논문 공동 저자인 로드리 쿠색 교수는 "이 연구는 깨어 있는 영아를 대상으로 한 fMRI 연구 중 규모가 가장 큰 종단 연구"라며 "이는 매우 이른 시기의 아기들이 무엇을 생각하는지 측정할 수 있는 완전히 새로운 길을 열어준다"고 말했다.

◆ 출처 : Nature Neuroscience, Cliona O'Doherty et al., 'Infants have rich visual categories in ventrotemporal cortex at 2 months of age', https://www.nature.com/articles/s41593-025-02187-8

scitech@yna.co.kr

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