Neural Processing Lab

At the Neural Processing Lab, we investigate how the brain stabilizes what it has learned while remaining capable of change. Our research connects sleep-dependent memory consolidation, adaptive neural dynamics, and the emergence of insight and creativity. We study how communication across brain regions stabilizes learned patterns of neural activity, and how these representations are flexibly used and updated as behavioral demands change. Building on this foundation, we explore whether sleep and dream-related activity help the brain reorganize existing knowledge and generate new ideas and solutions. We seek neural biomarkers of dream-related states across species and investigate how changes in neural dynamics may contribute to insight and creativity. Our approach brings together systems and computational neuroscience through long-term neural recordings, quantitative behavioral analysis, computational modeling, and targeted circuit manipulations. By connecting experimental observations with testable models, we aim to understand not only how the brain remembers, but how it uses and transforms experience to discover something new. Neural Processing Lab에서는 뇌가 학습한 내용을 어떻게 안정적으로 유지하면서도, 동시에 변화와 적응의 가능성을 지니는지 연구합니다. 우리의 연구는 수면 의존적 기억 공고화, 적응적인 신경 동역학, 그리고 인지적 통찰과 창의성이 나타나는 과정을 서로 연결해 이해하는 데 초점을 둡니다. 특히 뇌 영역 간의 상호작용이 학습을 통해 형성된 신경활동 패턴을 어떻게 안정화하는지, 그리고 이러한 신경표상이 행동적 요구의 변화에 따라 어떻게 유연하게 활용되고 변화하는지를 연구합니다. 이러한 연구를 바탕으로, 수면과 꿈과 관련된 뇌활동이 기존의 지식을 재구성하고 새로운 아이디어와 해결책을 만들어내는 데 어떤 역할을 하는지도 탐구합니다. 또한 여러 종에서 공통적으로 나타나는 꿈 관련 상태의 생물학적 신경 바이오마커를 찾고, 신경 동역학의 변화가 통찰과 창의성에 어떻게 기여하는지를 밝히고자 합니다. 이를 위해 장기간 신경활동 기록, 정량적 행동 분석, 계산 모델링, 그리고 표적화된 신경회로 조절 기법을 활용하여 시스템 신경과학과 계산 신경과학을 아우르는 연구를 수행합니다. 실험에서 얻은 관찰을 검증 가능한 모델과 연결함으로써, 뇌가 어떻게 기억을 형성하고 유지하는지를 넘어, 경험을 어떻게 활용하고 변형하여 새로운 것을 발견하는지 이해하는 것을 목표로 합니다.