Systems neuroscience | Neural circuit and behavior
Learning and Memory | Engram dynamics
Decision-making | Goal-directed navigation
Neuromodulation | Cell-type specific computations of dopamine, serotonin, and norepinephrine.
EDUCATION
2014 Dartmouth College (Ph.D.- Psychological and Brain Sciences)
2009 Korea Advanced Institute of Science and Technology (M.S.- Bio and Brain Engineering)
2004 Korea Advanced Institute of Science and Technology (B.S.- Physics (Major) /Mathematics (Minor))
WORK EXPERIENCE
2025-Present, Assistant Professor, Department of Life Science, GIST
2022-2025, Scientist, Allen Institute for Neural Dynamics, Seattle WA, USA
2019-2022 Postdoctoral Fellow, Department of Neuroscience, Johns Hopkins University, Baltimore MD, USA
2015-2019 Postdoctoral Fellow, Max Planck Florida Institute for Neuroscience (MPFI), Jupiter FL, USA
2010-2010 Intern Researcher, Seoul National University
REPRESENTATIVE_PUBLICATIONS
Dopamine-mediated formation of a memory module in the nucleus accumbens for goal-directed navigation. Nature Neuroscience. 2024 Nov;27(11):2178-2192.
An adaptive behavioral control motif mediated by cortical axo-axonic inhibition. Nature Neuroscience. 2023 Aug;26(8):1379-1393.
Real-time visualization of structural dynamics of synapses in live cells in vivo. Nature Methods. 2024 Feb;21(2):353-360.
Intensiometric biosensors visualize the activity of multiple small GTPases in vivo. Nature Communications. 2019 Jan 14;10(1):211.
A calcium- and light-gated switch to induce gene expression in activated neurons. Nature Biotechnology. 2017 Sep;35(9):858-863.
Temporally precise labeling and control of neuromodulatory circuits in the mammalian brain. Nature Methods. 2017 May;14(5):495-503.
INTRODUCE
본 연구실은 신경생물학적 지능(Neurobiological Intelligence)의 작동 원리를 신경세포와 회로의 동역학(Neural Dynamics)을 중심으로 규명하고자 합니다. 생명체가 환경을 인식하고, 경험을 기억하며, 상황에 따라 유연한 결정을 내리는 과정이 뇌와 몸에서 어떻게 구현되고 조절되는지를 세포 및 회로 수준에서 정량적으로 분석합니다. 이를 통해 지능의 생물학적 기반을 심층적으로 이해하는 것을 목표로 합니다. 특히, 동기(Motivation), 기억(Memory), 행동(Behavior) 간의 상호작용에 주목하며, 생리적 동기 상태가 기억 형성과 회상에 미치는 영향과, 기억이 다시 목표지향적 행동으로 이어지는 신경 메커니즘을 동역학적인 관점에서 연구합니다. 이를 위해 세포 유형 특이적 계산(Cell-type specific computation), 도파민, 세로토닌, 및 노르에피네프린 같은 신경조절물질의 작용, 그리고 신경회로의 가소성(plasticity)을 탐구하며, 시간에 따른 신경 활동의 패턴 변화와 그 의미를 정밀하게 분석합니다. 이를 위해 본 연구실은 기억 기반 행동 패러다임을 바탕으로 최신 광학생리학, 광유전학, 전기생리학, 분자생물학, 회로 조작, 계산 모델링 등 다양한 기술을 통합한 융합 신경과학 연구를 수행합니다. 이러한 접근을 통해 지능의 생물학적 기반을 더 깊이 이해하고, 치매, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 우울증 등 대한 새로운 치료 타겟 규명과 신약 개발 전략을 제시하는 전환점을 만들고자 합니다.
