기저막을 넘어서:
음고 지각에서의 중추 통합, 생체공학적 청각, 그리고 예측하는 뇌​

발표 개요

고전적으로 음고(pitch) 지각은 달팽이관 기저막(basilar membrane)의 주파수 배열(tonotopic) 축을 따른 물리적 흥분 패턴에 의해 주도되는 말초적(peripheral) 현상으로 모델링되어 왔습니다. 그러나 안정적인 음고 지각은 근본적으로 복잡한 중추 신경계의 연산 과정입니다. 이는 다중 청각 채널에 걸쳐 동적으로 분포된 장소 단서(place cues, 스펙트럼) 및 주기성 단서(periodicity cues, 시간적)의 신경학적 통합을 필요로 합니다.

본 강연에서는 감각적 부호화(sensory encoding)에서부터 인지적 표상(cognitive representation)에 이르는 음고 처리의 여정을 탐구합니다. 청각 단서 통합의 기전을 규명하기 위해, 하이브리드 인공와우(전기-음향 자극, EAS) 사용자들을 대상으로 한 연구 데이터를 제시할 것입니다. 청각 시스템이 미세한 시간적 주기성(fine temporal periodicity)이 풍부한 저주파 음향 입력과, 장소 단서에 거의 전적으로 의존하는 고주파 전기 자극을 조화시키도록 강제함으로써, 하이브리드 인공와우는 중추 청각 융합(central auditory fusion)을 확인하는 독특한 생리학적 "스트레스 테스트" 역할을 합니다.

이어서 청각 경로를 따라 올라가면서, 이렇게 통합된 신호들이 어떻게 고차원적 인지 현상의 기반을 형성하는지 살펴볼 것입니다. 최근의 뇌파(EEG) 연구 결과들을 바탕으로, 음악적 음고와 음계에 대한 지각이 단순히 주파수의 수동적이고 상향식(bottom-up)인 인식이 아님을 보여드릴 것입니다. 오히려 이는 동적 맥락 처리(context processing) 및 예측 부호화(predictive coding)에 의해 능동적으로 제어됩니다.
궁극적으로 임상적인 생체공학적 청각(bionic hearing)과 대뇌 피질 전기생리학을 연결함으로써, 본 강연은 소리와 음악에 대한 우리의 지각을 형성하는 고도로 능동적이고 예측적인 엔진으로서의 청각 시스템을 조명할 것입니다.

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