Title: Connectome Project & Neuroscience with AI

Abstract:

예쁜꼬마선충 C. elegans는 신경계의 발생과 진화를 연구할 수 있는 최적의 모델동물이다. 꼬마선충의 신경계는 302개의 뉴런으로 구성된 최소화된 뇌의 모델이라 할 수 있다.

본 연구실에서는 nictation 이라고 하는 히치하이킹 행동의 신경회로의 작동 및 조절, 그리고 진화에 대한 연구를 수행하고 있다. Nictation 행동은 특정 발생 단계 (dauer라는 휴면 단계)의 선충에서만 나타나는 행동으로서 고개를 들어 몸을 세우고 필요한 경우 흔드는 행동을 의미한다.

본 연구실의 선행연구로 많은 뉴런 중 IL2라는 뉴런이 핵심적인 역할을 하는 것을 밝혔고 지구상에 흩어져 있는 다른 꼬마선충들이 그 nictation의 정도를 달리하는 유전적 다양성을 가짐도 보인 바 있다.

현재 가장 중요한 문제는 nictation 행동이 어떻게 dauer라고 하는 휴면 유충에서만 실행되는가이고, 그 답이 될 수 있는 것은 신경회로 즉 커넥톰의 차이에 있을 수 있다는 것이다. 이 가설을 검증하고 신경계의 발생유연성의 기전을 연구하기 위해 우리는 꼬마선충 dauer를 50 나노미터 두께로 연속절편하여 전자현미경 사진을 찍은 후 모든 3차 구조를 재구성하는 작업을 진행하고 있다. 여기서 AI가 관여하는 작업이 가능하다면 이룰 수 있는 일들이 획기적으로 많아질 것으로 기대하며 본 연구의 진척과 문제점 등을 공유하고자 한다.

Title: Hoping for better AI: Advice from the Brain

Abstract:

Artificial intelligence (AI), by definition, is an artificial version of natural intelligence (NI). Trying to understand how natural intelligence works, Alan Turing, Demis Hassabis and other AI experts have tried to understand how the human brain works. With the recent explosive advance in technology, modern neuroscience is now getting closer to unraveling the mysterious algorithms of the brain one by one. Some of the algorithmic principles as to how the brain processes information (e.g., reinforcement learning, deep neural networks with backpropagation, etc.) have been readily adopted by the AI research field and have revolutionized the field as evidenced by the famous ‘AlphaGo’ by the Google’s DeepMind. However, the current version of AI is inferior to the brain in many aspects although neuroscience has a lot more to offer in pushing the envelope in AI technology to make AI virtually inseparable from NI in the future. In this short talk, I will introduce some of the key areas in which modern AI to improve to resemble the human brain.