2008/12/12 10:58

뇌 영상에서 시각 영상을 인지과학

당신이 꾸는 꿈도 컴퓨터로 보여 줄 수 있다 (고율님 블로그)

fMRI로 촬영한 뇌 영상을 가지고 마음의 상태를 추측하는 방법은 크게 몇 가지가 있다. 대표적인 것은 해부학적으로 구분되는 각 영역의 활성화 상태를 보는 것이다. 살인사건 용의자가 범죄 현장에는 가본 적도 없고 피해자는 알지도 못한다고 딱 잡아떼는데 범죄현장이나 피해자 사진을 보여주면서 뇌영상을 촬영해보니 기억을 떠올리는 것과 관련된 부위들이 활성화된다면 거짓말을 하고 있다고 볼 수 있다.

또다른 방법은 A라는 자극을 주면 X라는 패턴이 나타나고, B라는 자극을 주면 Y라는 패턴이 난다는 식으로 전반적인 패턴을 찾아내서 거꾸로 그 패턴을 보고 마음의 상태를 추측하는 방법이다. 보도된 논문에서 사용한 방법은 이쪽에 가까운데 전체 패턴을 그대로 사용하는 대신 패턴을 부분들로 쪼갰다가 다시 합친 것이다.

말로 설명하니까 좀 그렇지만 논문에 도해가 아주 잘되어 있어서 그림만 보면 확 와닿는다(나도 그림만 봤다;;)

그러니까 fMRI 신호에서 빨강, 노랑, 초록, 파랑으로 표시한 영역에 해당하는 부분 패턴들(Ci, Cj, Ck, Cl 등등)을 통계적으로 찾아낸 다음에 이 부분 패턴들을 다시 합쳐서 뇌로 전달된 영상을 복원해내는 것이다. 얼마나 잘 복원하는지는 아래 그림을 보자. 위쪽이 보여준 영상, 아래쪽이 뇌 활동을 바탕으로 복원한 영상.

통계적 방법만 놓고 보면 아주 독창적인 것은 아니다. fMRI든 EEG든 다 신호가 뒤엉켜있기 때문에 이걸 풀어서 원래의 뇌 활동을 복원할 때 비슷한 방법을 사용한다. 이 논문의 아이디어라면 '원래의 뇌 활동'이 아니라 '원래의 영상'을 복원하는데 사용했다는 것과, 영상을 중첩된 서로 다른 크기의 영역들로 나눴다는 것이다. 어쨌든 재밌는 아이디어다.

그건 그렇고 꿈 얘기는 논문 맨 뒤에 지나가는 말로 언급하는 정도인데("More interesting are attempts to reconstruct subjective states that are elicited without sensory stimulation, such as visual imagery, illusions, and dreams.") 그게 제목까지 올라가는구만.

참고문헌

Miyawaki, Y. (2008). Visual Image Reconstruction from Human Brain Activity using a Combination of Multiscale Local Image Decoder. Neuron, 60(5), 915-929. doi:10.1016/j.neuron.2008.11.004    

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덧글

  • 가고일 2008/12/12 11:02 #

    이거...이거........점점 상상력이 현실화 되어가는걸 실시간으로 보는군요.

    작년에 국내개봉했던 '파프리카' 라는 애니메이션이
    바로 이 '꿈의 영상화' 기술을 가지고 벌어지는 일을 다루고 있습니다.
    원작 소설은 이미 80년대 말인가 90년대 초반에 나온거라더군요.
  • 아이추판다 2008/12/12 15:26 #

    재밌겠는데요? 한 번 찾아봐야겠습니다. 감사합니다. ^^
  • 몬스키 2008/12/12 11:46 # 삭제

    고등학교 때는 중뇌가 시각을 관장한다고 배웠는데, 꿈이나 상상에서 나타나는 영상도 중뇌를 거쳐 활성화되는 건가요?

    이런 내용이 정리돼 있는 교과서가 있으면 추천 부탁드립니다 ^^
  • 아이추판다 2008/12/12 15:33 #

    중뇌는 주로 안구운동에 관련되어 있고 영상처리는 주로 대뇌에서 이뤄집니다. 이런 내용이 정리되어 있는 교과서라면 Neuroscience: Exploring the Brain이나 Principles of Neural Science 같은 게 있습니다. 앞의 책은 그림이 예쁘죠. 혹시 한국어로 된 책을 찾으신다면 http://www.cogpsych.org/dict/dict.cgi?cmd=view_iterm&iterm=primary%20visual%20cortex 에 있는 책들을 찾아보시면 될 것 같습니다.
  • 어부 2008/12/12 12:33 #

    지금 'How the mind works'를 읽고 있는데 제가 인지 이론 쪽에 base가 전혀 없어서 상당히 어렵군요. -.-
  • 아이추판다 2008/12/12 15:35 #

    화학보다야 쉽죠 뭘.. ^^
  • klutzy 2008/12/12 12:37 # 삭제

    저도 어제 이 논문 (역시 그림만) 보고 아이디어가 괜찮다는 생각을 했었는데.. 그런데 과거에도 이런 식의 비슷한 시도가 있었나요?
  • 아이추판다 2008/12/12 15:41 #

    논문의 서두에 보면 선행연구가 간략하게 정리되어있습니다.
  • 2008/12/12 21:37 # 비공개

    비공개 덧글입니다.
  • 아이추판다 2008/12/13 14:25 #

    저도 그 만화 봤어요. 하지만 fMRI의 원리상 죽은 사람은.. ^^;
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