초록 ▼

연구개요
1. 연구 목표
- 생존과 관련된 뇌 영역 및 뇌의 작동방식에 관한 연구를 진행하기 동물에게 위해 타당도가 높은 자연 유사 위협 상황을 구축하고 이를 바탕으로 데이터를 수집하여 계산신경과학적 모델 도출 및 응용.
2. 내용
- 로봇을 활용하여 자연과 유사한 위협 상황을 구축하여 동물의 생존 행동 관찰.
- 신경 활동기록 및 조절을 통한 생존 관련 뇌 영역 역할 확인.
- 행동 데이터와 신경 활동 데이터를 바탕으로 생존 관련 계산신경과학적 모델 구축.
- 로봇을 활용한 자연 모사 패러다임

연구개요
1. 연구 목표
- 생존과 관련된 뇌 영역 및 뇌의 작동방식에 관한 연구를 진행하기 동물에게 위해 타당도가 높은 자연 유사 위협 상황을 구축하고 이를 바탕으로 데이터를 수집하여 계산신경과학적 모델 도출 및 응용.
2. 내용
- 로봇을 활용하여 자연과 유사한 위협 상황을 구축하여 동물의 생존 행동 관찰.
- 신경 활동기록 및 조절을 통한 생존 관련 뇌 영역 역할 확인.
- 행동 데이터와 신경 활동 데이터를 바탕으로 생존 관련 계산신경과학적 모델 구축.
- 로봇을 활용한 자연 모사 패러다임의 응용 및 확장.

연구 목표대비 연구결과
1. Survival Behavior in Naturalistic Threat Situation:
- 시각, 청각 및 다중감각 센서를 장착하고 전후좌우 자유로운 움직임이 가능하며 원격으로 조종이 가능한 로봇 포식자를 개발함.
- 로봇 포식자와 상호작용하며 다중감각 환경정보를 수집할 수 있는 거대개방장 환경 구축.
- CNN을 사용하여 새로운 영상처리 기법을 적용한 사례들을 응용하여 본 과제에 적합한 행동 분석용 소프트웨어를 개발.
- 로봇 포식자를 활용한 패러다임을 활용하여 위협과 보상이 공존하는 환경에서 동물의 회피 및 탈출 반응, 접근 각도 등 새로운 행동지표들을 발굴함.
2. Neurophysiology of Survival Behavior:
- 위협이 존재하는 상황에서 먹이 탐색을 할 때 생존관련 뇌 영역들인 편도체 중심핵(CeA), 편도체 기저외측핵(BLA), 내후각피질(EC), 전전두피질(PL&IL), 부완핵(PBN)의 신경활동을 기록하고 조절하며 역할을 규명함.
3. Neuro-computational Model of Survival Behavior:
- 로봇을 활용하여 자연과 유사한 위협상황을 구축하여 동물의 생존 행동 관찰.
- 신경 활동 기록 및 조절을 통한 생존 관련 신경생물학적 메커니즘 규명.
- 행동 데이터와 신경 활동 데이터를 바탕으로 생존 관련 계산신경과학적 모델 구축.
- 로봇을 활용한 자연 모사 패러다임의 응용 및 확장.
4. Translational Neuroscience of Survival Behavior:
- 로봇 포식자를 활용한 공포학습 실험에서 인지 증진 약물의 효과를 확인함.
- 로봇을 활용한 위협 상황에서 위계에 따른 동물의 친사회성행동의 차이를 관찰함.
- 청소년기 쥐의 공포학습에 뇌유래신경영양인자 약물의 효과를 확인함.

연구개발성과 의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
- 본 연구 결과는 생태학적 연구 방법론을 도입하고 정교화하여 추후 공포관련 연구에 있어 선도적인 방향을 제시하였으며 뇌신경생물학적 및 사회행동적 관점에서 새로운 결과를 제시하여 향후 해당 분야 학문적 발전에 기여하였다고 판단됨.
- 본 연구에서 개발된 방법론 및 결과들 은 추후 정신약물의 발굴을 목표로 하는 전임상 단계 행동검사를 설계하는 데 돌파구를 제공할 것으로 기대함.
- 본 연구와 같이 자연생태적인 상황에서 동물이 다감각 정보를 통합하여 빠른 판단을 내리는 신경기반 알고리즘의 개발이 인공지능 분야의 연구에 기여할 수 있는 여지가 많다고 판단됨.
- 본 연구에서 개발된 방법 및 결과의 내용을 추후 바이오 분야 산업계 및 인공지능 연구자 커뮤니티와 공유하여 R&D 가능성을 높이고 기초 연구의 한계를 넘어 부가가치를 생산할 수 있는 통로를 확보하고자 함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구 목표 ... 4
• 1-2. 연구 필요성 ... 5
• 1-3. 연구 단계 및 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 2-1. Survival Behavior in Naturalistic Threat Situation ... 6
• 2-2. Neurophysiology of Survival Behavior ... 9
• 2-3. Neuro-computational Model of Survival Behavior ... 13
• 2-4. Translational Neuroscience of Survival Behavior ... 15
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 17
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 17
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 20
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 27
• 끝페이지 ... 36