분당차병원은 김옥준·신정원 신경과 교수팀이 뇌파 분석을 통해 ‘산발성 크포이츠펠트 야콥병’(CJD)을 조기진단하는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 SCI급 신경학회지인 임상 신경생리학에 실렸다. 산발성 CJD 환자는 뇌파검사에서 1~1.5㎐의 예파(주기적으로 날카로운 모양의 비정상적인 뇌파가 갑자기 나타나는 것)가 규칙적으로 나타나는 것이 특징이다. 질병 초기에는 이러한 파형이 보이지 않으며, 이미 병이 많이 진행된 말기에도 파형이 소실되기도 한다. 김 교수팀은 2006년부터 지난해까지 10년 동안 분당차병원과 서울대병원의 산발성 CJD 환자 23명의 뇌파를 분석했다. 그 결과 질병의 초기부터 ‘주기성 패턴’이 관찰됐고 병의 진행시기에 따라 뇌파가 변화하는 것을 확인했다. 비교적 초기인 8주쯤에는 비정상적인 뇌파가 불규칙적으로 나타나기 시작하며 11주에는 예파가 규칙적으로 나타났다가 17주부터 전형적인 1~1.5㎐의 예파가 규칙적으로 보였다. 김 교수는 “병의 진행단계에 따라 보이는 특징적인 뇌파소견은 CJD를 치매, 뇌전증으로 오진할 가능성을 줄여줄 수 있다”며 “질병의 예후를 파악해 치료와 연구에 기여할 수 있는 새로운 기반이 될 것”이라고 말했다. 한편 CJD는 인간에게 발병하는 대표적인 프리온 질환이다. 프리온은 단백질을 의미하는 ‘프로테인’과 바이러스 입자인 ‘비리온’을 합성한 것이다. 인체 내에는 프리온 단백질이 정상적으로 존재한다. 만약 프리온 단백질이 비정상적으로 변형돼 뇌 세포 내에서 분해되지 않고 축척되면 중추 신경계에 스펀지처럼 구멍이 뚫리는 변성을 일으킨다. CJD는 산발성이 85%를 차지해 가장 흔하며, 광우병에 걸린 소의 부산물을 섭취한 뒤 발생하는 ‘변종 CJD’는 극히 일부분인 것으로 알려져 있다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

불면증이 심장마비와 뇌졸중 등 심혈관계 질환의 위험을 키울 수 있음을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 중국 선양의과대학 연구진이 불면증 증상과 심혈관계 질환 사이의 연관성을 평가하기 위해 총 16만 867명에 관한 코호트 연구 15건을 메타분석했다. 최소 3년부터 최대 29.6년까지의 중앙 추적관찰기간(median follow-up) 동안 1만 1702건의 유해사례가 확인됐다. 이번 연구는 불면증의 대표적 증상인 ‘수면 개시의 어려움’과 ‘수면 유지의 어려움’, ‘새벽에 잠이 깸’, 그리고 ‘수면 중 지속적인 각성뇌파’(비회복성 수면)가 급성 심근경색증과 관상동맥 심장질환, 심부전, 뇌졸중과 같은 심혈관계 질환과 그 합병증 사이의 연관성을 평가한 것이다. 분석 결과, 불면증 증상으로 수면 개시나 수면 유지의 어려움, 또는 수면 중 지속적인 각성뇌파 증상이 나타나는 사람들은 불면증 증상이 전혀 없는 이들보다 심혈관계 질환 위험이 각각 1.27배, 1.11배, 1.18배 증가하는 유의미한 연관성이 있었다. 반면 새벽에 잠이 깨는 증상과 심혈관계 질환 위험의 연관성은 나타나지 않았다. 이에 대해 연구를 이끈 허차오 박사과정 연구원은 “우리는 수면 개시나 수면 유지의 어려움, 또는 수면 중 지속적인 각성뇌파 증상이 있는 사람들은 그렇지 않은 이들보다 심혈관계 질환 위험이 각각 27%, 11%, 18% 더 높은 것과 연관성이 있다는 것을 발견했다”고 설명했다. 또한 “물론 이런 연관성에 관한 기본적인 메커니즘은 완전하게 밝혀지지 않았다”면서도 “기존 연구들에서는 불면증이 신진대사 및 내분비 기능 변화, 교감신경 활성 증가, 혈압 증가, 전염증성 및 염증성 사이토카인 수치 급증과 연관성이 있는 것으로 나타났는데 이들 모두 심혈관계 질환의 위험 인자”라고 말했다. 이와 함께 이번 연구에서는 불면증 증상을 가진 여성들은 남성들보다 심혈관계 질환 발생 위험이 좀 더 높은 것으로 나타났다. 특히 비회복성 수면에서 이런 성향이 있었지만, 성별 차이는 통계적으로 유의하지 않았다. 이에 대해 허차오 연구원은 “남녀 간의 차이는 통계적으로 유의미하지 않고 메타분석 연구의 한계가 있어 우리는 불면증이 여성에게 더 위험하다는 결론은 내릴 수 없었지만, 여성들은 유전자와 성(性)호르몬, 스트레스, 스트레스 대응의 차이로 인해 불면증에 걸리기 쉽다고 알고 있다”면서 “따라서 여성들의 수면 건강에 더욱 많은 주의를 기울여야 할 것 같다”고 말했다. 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘유럽 예방 심장학 저널’(European Journal of Preventive Cardiology) 최신호(3월31일)에 실렸다. 사진=ⓒ Focus Pocus LTD / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

가스레인지를 껐나, 문은 제대로 잠갔나. ‘기억력이 떨어지는 건 아닌가’ 하는 불안감은 남녀노소 대다수에 해당된다. 최근 자기력이 소리와 음성을 기억하는 데 도움을 줄 수 있다는 주목할 만한 연구 결과가 나왔다. 캐나다 맥길대 인지신경과학과와 국제뇌연구소 공동연구팀은 자력이 소리와 음성을 기억하는 능력을 높일 수 있다는 연구결과를 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 23일자에 발표했다. 소리를 기억하고 이를 해석하는 ‘소리기억’은 다른 사람의 말과 글을 이해하고 계산을 하는 데 필수적인 능력이다. 치매나 외부 충격 등으로 기억력이 저하될 때 가장 먼저 음성기억력이 현저하게 떨어진다고 알려졌다. 연구팀은 17명의 건강한 성인을 대상으로 소리를 듣고 기억하는 과제를 수행하면서 뇌전도(EEG)와 뇌자도(MEG)로 뇌파를 측정했다. 그 결과 소리기억을 할 때 뇌에서는 세타파가 발생했다. 연구팀은 경두개 자기자극술(TMS)을 활용해 세타파와 같은 파장으로 뇌를 지속적으로 자극시켰다. TMS는 전자기 코일을 머리 표면의 특정 부위에 놓고 자기장을 통과시켜 두뇌 신경세포를 활성·억제시키는 뇌 자극방법이다. 연구팀은 TMS로 뇌를 자극하면 뇌의 세타파가 증폭되면서 음성기억력이 높아진다는 사실을 확인했다. 필립 알부이 맥길대 인지신경과학과 교수는 “퇴행성 뇌질환인 알츠하이머 치매로 인한 기억력 저하도 치료할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌과학자들 사이에서 ‘의식’은 연구하기 어려운 주제로 악명이 높다. 의식은 어려운 철학적 질문과 연결된 연구주제여서 정의하는 것부터 난해하다. 하지만 최근 뇌 과학의 발달로 의식에 관한 연구도 신경생물학적 접근이 가능해졌고 조금씩 그 비밀이 밝혀지고 있다. 지난 2월 미국 메릴랜드주의 베데스다에서 열린 ‘브레인 이니셔티브’ 회의에서 한 연구결과에 이목이 집중됐다. 크리스토프 코흐 앨런뇌과학연구소장은 진기한 뇌 사진 한 장을 공개했다. 생쥐의 뇌에서 ‘클라우스트룸’이라는 부위의 신경세포 3개의 전체 경로를 영상화한 사진이었다. 단 3개의 신경세포 가지가 생쥐 뇌 전체를 빙둘러 복잡한 가지를 펼치고 있는 모습은 경이로웠다. 이 신경세포가 다양한 뇌 부위와 긴밀한 연결구조를 갖고 있다는 것은 클라우스트룸이 의식현상과 긴밀하게 연결돼 있음을 보여주는 소견이다. 클라우스트룸은 대뇌의 껍질에 해당하는 ‘피질’ 안쪽의 회백질 틈에 얇은 종이처럼 펼쳐진 신경세포의 무리를 가리키는 말이다. 대략적인 해부학적 위치는 관자놀이와 귀의 중간쯤이다. 최신 시각화 기술을 이용해 대뇌피질의 거의 모든 부분이 클라우스트룸으로 신경섬유를 주고받고 있음이 확인됐다. 크리스토프 코흐와 DNA를 발견한 프란시스 크릭은 이 부위에 의식이 존재할 것이라고 예측해 왔다. 하지만 클라우스트룸은 매우 얇은 신경세포 층으로 이뤄져 있고 전기적 신호가 강한 ‘뇌섬엽’과 ‘조가비핵’ 사이에 위치해 구조와 기능 연구가 쉽지 않았다. 2014년 이런 가설을 지지하는 증례가 발표됐다. 코우 베이시 조지워싱턴대 교수는 난치성 간질을 앓고 있는 54세 여성의 간질 부위 수술을 위해 뇌심부에 전기 자극을 주면서 환자의 반응을 테스트했다. 전기자극이 클라우스트룸에 가해지자 의식적 행동이 중단되고 주변의 자극에 전혀 반응하지 못하는 상태가 됐다. 환자는 전기자극이 멈추면 즉시 정상적인 상태로 돌아왔고 의식 소실을 기억하지 못했다. 의식소실이 있을 때 뇌파상 간질파는 관찰되지 않아 간질발작은 아닌 것으로 확인됐다. 베이시 교수는 인공적인 전기자극으로 클라우스트룸의 기능이 방해받을 때 의식이 소실된 것으로 보아 이 부위가 통합적 의식과 관련된 뇌활동이 일어나는 부위라는 가설을 지지했다. 그렇다면 의식은 어떻게 측정할 수 있을까. 마르셀로 마시미니 밀라노대 박사는 감각이나 행동적 반응과 무관하게 의식을 측정하는 방법을 개발했다. 피험자의 뇌신경에 자기장을 이용해 자극을 준 뒤 이에 대한 뇌의 반응을 뇌파로 측정해 ‘교란 복잡 지수’(PCI)라는 것을 산출했다. 예를 들어 각성상태처럼 의식 수준이 높은 상태에서 PCI는 0.6 전후이고, 깊은 수면상태에서는 0.2 전후로 나온다. PCI를 이용하면 각성상태와 수면상태, 마취상태는 물론 의식은 정상적이지만 표현은 불가능한 ‘감금 증후군’도 뚜렷하게 구별할 수 있다. 데카르트는 모든 것을 의심하되 의심할 수 없는 하나의 명제는 ‘나는 생각한다. 고로 존재한다’라고 했다. 내가 생각하는지, 아닌지 알기 위해서는 의식이 필요하다. 따라서 ‘나는 (나의 생각을) 의식한다. 고로 존재한다’라는 말이 더 정확한 말일지 모르겠다. 최근 의식에 대한 뇌 과학은 상당한 진보를 이뤘지만 아직 모르는 것이 더 많은 미지의 영역이다. 한 가지 분명한 것은 뇌 과학의 발달이 언젠가는 의식의 발생 과정과 원리를 이해해 인간을 더욱 인간답게 이해하고 의식의 장애를 일으키는 질환을 극복하는 데 도움을 줄 것이라는 점이다.

미국의 심리학자 매슬로는 1943년 인간의 욕구에 대한 학설을 제안했다. 그는 인간은 누구나 다섯 가지 욕구를 가지고 태어난다고 주장했다. 생리적 욕구, 안전 욕구, 소속 욕구와 애정 욕구, 존경 욕구, 자아실현 욕구 순이다. 안전 욕구는 인간이 생리적 욕구 다음으로 간절히 열망하는 기본적 욕구다. 자기 신체, 정신, 재산 등이 다치거나 사라지는 것을 두려워하는 것이다.우리는 일상 속에서 자동차 사고, 강도나 테러, 화재, 지진 등 많은 위험에 노출돼 있다. 그러나 주변에서 자주 발생하는 위험요소가 아니라면 인간은 자연스럽게 위험을 망각하는 특성이 있다. 바로 ‘안전 불감증’이다. 자동차 사고는 비교적 주변에서 자주 발생하지만 항공기나 철도사고는 상대적으로 발생빈도가 매우 낮아 안전 욕구를 덜 느끼게 된다. 한국은 지진, 화산, 홍수 같은 자연재해 발생 빈도도 낮기 때문에 안전 불감증으로 이어지기 쉽다. 2011년 일본 후쿠시마 원전사고는 원자력발전소가 자연재해로 인해 우리의 안전을 해칠 수 있다는 사실을 간접적으로 경험하게 해 줬다. 원전을 실제로 가동하는 운전원은 지진이나 화재로 인해 발전소가 위험에 처하게 되더라도 발전소를 안전하게 운전하기 위한 모든 기술적 대책과 매뉴얼을 갖고 있다. 그러나 실제 지진이나 화재 등으로 인한 위험상황에 처해 본 경험이 없다면 후쿠시마 사고 때처럼 운전원이 이런 상황들에 완벽하게 기술적 대응을 할 수 있을 것이라고 장담하기는 힘들다. 원자력 분야에서 인간에 대한 탐구가 중요한 부분을 차지하고 있는 이유다. 실제로 지진이나 화재 상황에 대한 제어실 실감 모사설비를 개발해 운전원이 위험 상황에서 어떤 인지적 반응을 보이는지 뇌파, 심전도, 피부전기저항 등으로 측정해 확인하고 성공적 대응에 필요한 것이 무엇인지 찾아내는 연구들이 수행되고 있다. 극한 환경에서 운전원에게 주어진 직무를 성공적으로 수행하는지를 평가하기 위해 상황인식, 정신적 직무부하, 의사소통 및 의사결정 능력 등 측정도구도 개발되고 있다. 이런 연구는 매우 빈도가 낮은 상황에 대한 대비책이지만 후쿠시마 사고처럼 예상할 수 없는 재난 상황에서도 국민의 안전을 지키기 위한 노력이다. 지진이나 화재를 실제로 느낄 수 있는 시청각, 후각, 촉각, 진동 자극 등 여러 실감요소를 과학적으로 구현한다면 상황은 다르다. 이런 실감요소들이 개발된다면 이를 통해 원전 운전원들에게 지진이나 화재에 대한 직접적인 경험지식을 제공해 그 감정과 느낌을 체득시킬 수 있다. 그리고 극한 상황에 대한 그들의 대응 능력을 평가 및 훈련시켜 원전이 어떠한 재난 상황에서도 보다 안전하게 운영될 수 있을 것이다.

　사람은 살아가는 동안 3분의1을 잠으로 보낸다고들 한다. 잠은 눈동자가 빠르게 움직이며 꿈을 꾸는 렘수면 상태와 비(非)렘수면으로 나뉜다. 선잠이라고도 불리는 렘수면은 전체 수면 시간 중 90~120분 정도에 불과하지만 깨어있을 때만큼 뇌가 활발하게 움직인다. 하지만 정확히 어떤 기능을 하는지에 대해 밝혀지지 않은 상태다. 국내 연구진이 이처럼 미지의 영역으로 남아있는 렘수면의 비밀을 한꺼풀 벗겨냈다.　한국과학기술연구원(KIST) 치매융합연구단 최지현 박사팀은 고해상도 뇌파맵 기술을 이용해 실험용 쥐의 렘수면이 신경세포의 회복과 기억 형성에 도움을 준다는 사실을 발견했다. 이는 미국 국립과학원에서 발행하는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 실렸다. 　연구팀은 생쥐의 뇌에 전극 38개를 삽입한 뒤 5일 동안 수면 부족 상태를 만들었다. 쥐가 선잠이 들면 특정 뇌파와 뇌의 어느 부위가 활성화되는지를 관찰할 수 있는 고해상도 뇌파 맵을 측정했다. 그 결과 감마 같은 짧고 빠른 뇌파가 렘수면 때 급격히 증가하는 것이 관찰됐다. 특히 전두엽과 기억에 관여하는 해마간 신경회로간 활동도 점진적으로 증가한다는 것을 확인했다. 　그렇지만 빠른 뇌파가 급격히 증가해 수면 중 신경활동이 비정상적으로 활발해질 경우 다음날 기억 형성과정에 혼선을 준다는 것도 알았다. 렘수면이 기억에 도움을 주기는 하지만 만성 수면장애가 생겨 렘수면 상태가 길어질 경우 기억과 관련한 뇌기능 장애가 올 수 있다는 것이다. 　최지현 박사는 “이번 연구는 약물 주입이나 유전자 변형 없이 고해상도 뇌파 맵 기술을 이용해 얻은 결과로 치매를 비롯한 각종 질병과 수면의 질의 상관관계를 연구하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사용자가 기존에 자주 플레이한 음악 목록을 기반으로 하는 주크박스가 아닌, 사용자의 뇌파를 분석해 이에 딱 맞는 음악을 만들어주는 인공지능(AI)가 등장했다고 미국 과학 전문지 사이언스데일리가 7일 보도했다. 일본 오사카대학 산업과학연구센터와 도쿄수도대학 공동 연구진이 개발한 이 AI 헤드폰에는 사용자의 뇌파를 측정할 수 있는 장비가 장착돼 있으며, 이 뇌파에 따라 적절한 음악을 작곡해 들려주는 기능이 탑재돼 있다. 사용자가 특정 음악을 들을 때 변화하는 뇌파의 기록을 저장하고 분석하는 학습 과정을 통해 사용자의 뇌파 정보만으로 ‘맞춤 작곡’이 가능하다. 또 이러한 뇌파 데이터를 토대로 기분을 파악하고, 기분을 더 북돋아 주거나 혹은 가라앉게 해주는 음악을 창작해 들려준다. 이러한 기능을 이용하면 사용자는 자신의 기분과 감정 상태에 맞는, 세상 어디에도 없는 맞춤 음악을 들을 수 있다. 이때 AI가 만들어내는 것은 미디(MIDI, 컴퓨터와 신시사이저 등을 연결해 디지털 사운드를 만들고 합성하는 전자 악기 디지털 인터페이스) 형태로 음악이다. 연구진은 실험 참가자들에게 10곡 정도의 음악을 들려준 뒤 뇌파와 기분 변화 등을 조사했다. AI에게 이 데이터를 학습하게 한 뒤 기분을 좋아지게 하는 음악과 기분을 더 가라앉게 하는 곡을 만들게 했다. AI가 1분 만에 작곡한 음악 중 ‘기분이 좋아지게 하는 음악’을 들은 참가자들은 실제로 음악을 들은 뒤 “기분이 좋아졌다”고 답했다. 연구진은 이번에 개발한 AI 시스템이 단순히 사용자의 편의를 높여주는 것 이상의 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있다. 연구를 이끈 오사카대학의 누마오 마사유키 박사는 사이언스데일리와 한 인터뷰에서 “사람의 감정을 분석할 줄 아는 이 시스템은 사회적으로 다양한 이익을 가져다 줄 수 있다”면서 “예컨대 뇌파 분석을 통해 만들어낸 음악을 이용해 사람들이 운동을 하고 싶게 만들거나 혹은 중요한 일을 앞두고 긴장을 낮추고 기분을 좋아지게 하는 등 멘탈 헬스 케어 분야에서 활용할 수 있을 것”이라고 기대했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

모든 뇌사를 심장사와 함께 사망의 기준으로 추가할 것이냐를 두고 의료계, 법조계, 종교계의 논쟁이 여전히 이어지는 가운데, 여기에 불을 지필만한 또다른 사례가 보고돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 캐나다 웨스턴온타리오대학 연구진은 중환자실에 입원한 환자들을 대상으로 연구를 진행했다. 그 결과 환자의 생명유지장치를 모두 제거한 뒤 심장박동이 멈추고, 의사들로부터 사망선고를 받은 직후부터 무려 10분 동안 뇌가 여전히 활동하는 사례를 확인했다. 심장은 멈췄지만 뇌가 살아있는 10분 동안 뇌파의 하나로, 수면상태의 파장을 뜻하는 델타파가 나타났다. 연구진은 총 4명의 환자를 대상으로 데이터를 수집했는데, 이중 3명은 생명 유지 장치를 제거한 후 심장이 멈추자 뇌도 곧바로 활동을 멈췄다. 심장이 멈추면서 산소와 혈액 공급이 중단되자 뇌도 사망에 이른 것이다. 하지만 남은 환자 1명은 심장이 멈춘 뒤에도 10분 가량 뇌가 여전히 활동하는 것을 확인했다. 연구진은 “한 명의 환자에게서 사후에 나타난 델타파는 심장박동과 동맥혈압(ABP)이 멈춘 후에도 계속해서 나타났다”면서 “의학적으로는 심장사로 인해 사망 선고를 받았지만 뇌는 깨어있는 상황에서, 장기 기증 등을 해도 올바른 것인지에 대한 윤리적인 질문을 던질 수 있다”고 설명했다. 한편 영국 일간지 데일리메일에 따르면 심장마비로 일시적인 ‘의학적 죽음’을 경험한 5명 중 1명은 사후세계를 봤다고 증언한다. 이번 연구결과가 사후세계 존재의 입증과 연관이 있을 수 있다는 것. 세계적인 과학 학술지 사이언스(Science)가 운용하는 블로그인 ‘사이언스 얼러트'는 이와 관련해 “심장이 멈춘 뒤 몇 분 동안이나 뇌가 깨어있는 것을 두고 사후세계가 존재한다고 단정지을 수는 없다. 게다가 위 연구의 경우 사망 상태에서도 뇌가 살아있는 사례는 단 1건 뿐이었다”고 지적했다. 자세한 연구결과는 미국 국립보건원 산하의 국립생물정보센터(national center for biotechnology information) 데이터베이스에 등록됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

SAC시스템학원은 지난 17일 서울 용산구 효창동 소재 백범김구기념관에서 열린 ‘2017 한국을 빛낸 사람들’에서 교육부문 대상을 수상했다. ‘2017 한국을 빛낸 사람들’ 상은 대한민국신문기자협회, 언론인연합협의회, 한국자유총연맹 등 7개 단체가 주관하고, 2017 한국을 빛낸 사람들 대상 조직위원회가 엄격한 기준에 맞춰 심사 후 수여한다. SAC시스템학원의 조상현 대표는 체계적 교육프로그램, 인성교육, 성공적인 대입성과를 높이 평가 받아 교육 부문 대상 수상자로 결정됐다. SAC시스템학원은 이번 수상 외에도 작년 한 해, 2016 자랑스런 대한민국 시민대상, 2016 위대한 한국인 대상, 2016 코리아 탑 리더스 대상, 2016 자랑스런 한국인 대상 시상식에서 교육부문 대상을 수상한 바 있다.조상현 대표는 미국 심리학자 Jonathan Wai와 크로아티아 수학교수 Mislav Predavec 등이 주관하는 초고도 지능테스트에서 높은 수치를 보이며 인정받았다. 또한 방송계에서는 일찍이 섭외 우선순위 인물로 선정되고 있으며 그간 tvN 문제적남자, OBS 황금보따리 등 여러 프로그램에 교육전문가로 출연하여 그만의 독창적인 교육법을 제시하고 있다. 조 대표는 “이상적인 교육법이란 무작위적인 교육이 아닌 삶에 대한 가치관을 우선적으로 심어주고 그에 맞는 진로를 함께 만들어가는 것”이라며 “학생들을 진실 된 자세로 마주하고 공감해주면 스스로 본인의 삶을 개척하려는 의지를 보인다”고 노하우를 전했다. 한편 조상현 대표가 운영하는 교육전문기관 SAC시스템은 인천 송도신도시에 위치하고 있으며, 최근 개별로 운영했던 국어, 영어, 수학, 과학, 중국어학원을 연합하여 확장 이전했다. SAC시스템은 학생들에게 적합한 교육법을 제시하고자 뇌파검사, 두뇌훈련, 심리상담, 입학컨설팅 등 다양한 프로그램을 제시하고 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

인간의 뇌는 약 860억개의 신경세포로 이뤄져 있다. 올해 세계 인구가 75억명이라고 하니 우리 뇌에는 세계 인구의 12배에 가까운 신경세포가 살고 있다는 의미다. 이렇게 많은 뉴런이 어떻게 조직화돼 감각, 운동, 사고, 감정을 통합해 기능하는지 불가사의한 일이다. 1920년대 독일 예나대의 정신과 의사인 한스 베르거는 세계 최초로 인간의 뇌에서 일어나는 전기적 작용을 실시간으로 기록하는 ‘뇌파 측정기’를 개발했다. 후두엽에서 생기는 ‘알파파’, 깊은 수면 중 발생하는 ‘델타파’와 렘수면에서 생기는 ‘세타파’, 각성 시기에 뚜렷한 ‘베타파’, 선택적 집중 과정에 나타나는 ‘감마파’에 이르기까지 다양한 뇌 활동의 리듬이 밝혀졌다. 여기서 감마파 영역의 뇌 활동은 인지기능뿐만 아니라 여러 가지 정신질환과도 관련돼 있어 주목할 만하다. 감마파는 대뇌피질의 ‘억제성 신경세포’와 ‘흥분성 신경세포’의 상호작용에서 발생하며, 특히 억제성 신경세포의 기능이 떨어질 때 생성 능력이 감소한다. 뇌 과학은 억제성 신경세포가 정상적으로 작동해야 뇌세포들이 일제히 억제되고 일제히 활성화되는 동기화가 가능하다는 사실을 밝혀냈다. 필자는 이런 관점에서 전두엽 아래쪽의 ‘기저전뇌’에서 특정 억제성 세포군이 대뇌피질의 감마파를 조절하는 데 결정적인 역할을 한다는 것을 밝혀낸 바 있다. 오케스트라처럼 대뇌피질의 신경세포가 리듬을 이뤄 작동하도록 돕는 ‘지휘자 신경세포’가 존재하는 것이다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 리후에이 차이 박사팀은 최근 ‘광유전학’을 이용해 치매 치료 가능성을 실험했다. 기억을 담당하는 ‘해마’ 부위의 억제성 신경세포에 빛에 반응하는 단백질 ‘채널로돕신’을 발현시킨 뒤 40㎐의 빛으로 자극을 준 것이다. 예상대로 뇌파에서 40㎐의 리듬이 증가하는 소견이 발견됐고, 치매 유발물질로 알려진 ‘아밀로이드 베타’ 단백질은 유의미하게 감소했다. 더 흥미로운 사실은 뇌 속에서 이물질을 제거하는 ‘미세아교세포’가 함께 활성화됐고 이 세포가 다량의 아밀로이드 베타 단백질을 포식하고 있는 것이 포착된 것이다. 연구팀은 여기서 멈추지 않고 외부 조명으로 40㎐의 뇌파 리듬을 주면 어떤 결과가 나오는지 실험해 보기로 했다. 실험 생쥐를 40㎐로 깜빡이는 조명을 설치한 상자 안에 두고 하루 1시간씩 일주일간 노출시키는 실험을 수행했다. 이 실험에서도 같은 결과가 나왔다. 아직 낙관하기에는 이르지만, 뇌 리듬을 활용해 치매를 비롯한 신경정신과 질환의 치료에 한 걸음 다가갈 수 있는 가능성을 엿본 것이다. 뇌파 리듬은 사람과 첨단 공학기술을 연결해 주는 매개체로 이용되기도 한다. 즉, 뇌파 리듬을 분석해 어떤 행동을 하려는지, 어떤 말을 하려는지 미리 알아낼 수도 있다. 이런 기술을 응용해 뇌와 기계 또는 뇌와 컴퓨터를 직접 연결해 작동시키는 첨단 기술이 개발되고 있다. 드라마나 영화에서 심전도가 1자를 그리면서 ‘삐’ 소리를 내는 장면으로 죽음을 표현하는 것을 흔히 본다. 하지만 심전도가 정상이라도 뇌파가 리듬을 보이지 않고 일자를 그린다면 의학적으로는 뇌사의 증거로 판단한다. 어쩌면 우리는 삶과 죽음을 구별하는 중요한 단서를 리듬에서 찾고 있는지도 모른다. 리듬은 ‘시간’이라는 변수와 ‘반복성’을 주요 요소로 갖고 있다. 다시 말해 시간 축을 향한 반복적인 활동이 바로 건강의 지표일 수 있는 것이다. 우리의 심장과 뇌가 그러하듯 외부 조건의 변화에도 리듬을 잃지 않고 조화롭게 반응할 수 있을 때 비로소 건강하다 할 수 있음을 잊지 말아야 하겠다.

고수, 설경구, 박유천 출연작 ‘루시드 드림’ 메인 예고편이 공개됐다. ‘루시드 드림’은 대기업 비리 전문 기자 ‘대호’(고수)가 3년 전 계획적으로 납치된 아들을 찾기 위해 루시드 드림을 이용해 범인을 쫓는 기억 추적 SF 스릴러다. 국내 최초로 ‘스스로 자각한 채 꿈을 꾸는 현상‘인 ‘루시드 드림’을 소재로 한 작품으로 주목받고 있다. 고수를 비롯해 설경구, 박유천, 강혜정, 천호진 등 탄탄한 주·조연진 연기파 배우들이 가세해 기대감을 더한다. 예고편은 “사람들은 꿈을 꿀 때 고유의 뇌파 주파수를 가져요. 본인의 주파수하고 상대방 주파수하고 일치시키면 그 사람 꿈속으로 스르륵…”이라는 대사로 작품의 콘셉트를 설명한다. 이어 아들을 잃어버린 3년 전 그날이 ‘대호’의 루시드 드림에서 생생하게 펼쳐진다. 그곳에서 범인의 단서를 발견한 후, 추적하는 ‘대호’의 모습은 앞으로 펼쳐질 이야기를 궁금케 한다. 특히 예고편 후반부에 몰아치는 추격 장면과 자동차 액션, 초고층 건물들이 도미노처럼 무너지는 장면들은 꿈과 현실을 넘나드는 화려한 스케일을 엿볼 수 있다. 이렇듯 루시드 드림을 통해 범인을 찾는다는 참신한 설정으로 주목받는 영화 ‘루시드 드림’은 오는 2월 22일 개봉을 앞두고 있다. 문성호 기자 sungho@seoul.co.kr

숨만 잘 쉬어도 머리가 똑똑해질 수 있다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 미국 노스웨스턴대 의대 신경외과와 신경과학과, 심리학과 연구진이 호흡이 사람의 인지기능은 물론 뇌신경을 조정하고 기능을 향상시키기까지 한다는 연구결과를 뇌 신경과학분야 국제학술지 ‘저널 오브 뉴로사이언스’ 최신호에 발표했다. 숨쉬는 것은 단순히 뇌와 신체 곳곳에 산소를 공급하는 기능을 하는 것 뿐만 아니라 부수적으로 호흡의 리듬에 따라 냄새와 기억, 감정과 관련된 뇌 부위의 전기적 신호를 조정함으로써 뇌 여러 부위의 세포에 변화를 줄 수 있다는 설명이다. 1945년 영국의 생리학자 에드거 애드리언 케임브리지대 교수가 전극을 이용해 고슴도치가 숨쉬는 과정에서 두뇌활동과 변화를 측정했다. 애드리언 교수는 호흡기관을 통과하는 공기의 속도가 뇌파의 크기와 빈도에 직접적인 영향을 준다는 사실을 밝혀낸 뒤 생쥐와 다른 작은 동물들을 이용해 호흡과 뇌파의 관계에서도 똑같이 나타났음을 확인했다. 그러나 지금까지는 사람에게서는 호흡과 뇌와 관계가 발견되지 않았다. 연구팀은 약물에 내성을 갖는 측두엽 간질이 심각해 수술을 받는 환자 7명을 대상으로 대뇌피질의 기억형성에 중요한 역할을 하는 후각신경구, 기억과 관련된 해마, 감정처리와 관련된 편도체 등 뇌의 3개 영역에서 뇌파와 환자의 호흡숫자와 방법을 측정했다. 그 결과 뇌파의 속도와 크기가 호흡의 속도와 일치한다는 사실을 발견했다. 연구팀은 건강한 사람의 호흡은 사고나 감정에 어떤 영향을 미치는지도 확인하기 위해 일련의 행동검사를 실시했다. 그 결과 깊은 호흡을 천천히 할 때 이미지나 단어 같은 것들을 훨씬 잘 기억한다는 것이 확인됐다. 깊은 호흡을 하더라도 코로 할 때와 입으로 할 때 차이가 난다는 사실을 발견하기도 했다. 코로 숨을 쉴 때와 달리 입으로 호흡할 때는 타인의 감정인식과 기억에 별 도움이 되지 않는 것으로 나타났다. 이 때문에 코로 호흡하기 힘든 축농증 환자나 비염 환자들은 정신적 기능 향상을 위해서라도 관련 질환 치료가 필요하다고 연구진은 조언했다. 연구팀은 호흡은 뇌간에 의해 무의식적으로 제어되는 신체 활동으로 정서적 자극이나 정신적 노력에 따라 호흡 패턴이 변경된다고 설명했다. 즉 호흡에 따라 정신적 기능이 변화할 수 있다는 것을 암시한다. 크리스티나 젤라노 신경과학과 교수는 “사람이 숨을 들이마시고 내뱉는 과정에서 편도체, 후각피질과 해마와 같은 뇌의 뉴런까지 자극한다”며 “공황상태에서 호흡이 빨라지는 것은 숨을 빨리 들이마셔서 안정을 되찾기 위한 것으로 외부의 위험한 자극에 대한 반응시간이 빨라지도록 뇌를 순간적으로 재조직하는 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생각만으로 움직이는 ‘로봇 팔’을 개발 중인 미국 미네소타대 연구진이 큰 성과를 거뒀다고 미국 과학전문 매체 사이언스데일리가 14일(현지시간) 전했다. 이 연구로 전 세계 수많은 마비 환자나 신경 퇴행성 질환 환자에게 도움이 되리라는 기대감이 모아지고 있다. 연구 책임자인 빈 히 미네소타대 교수(의공학과)는 “세계 최초로 뇌 임플란트 수술을 하지 않고도 생각 만으로 복잡한 3차원 환경에서도 사물에 손을 뻗어 쥘 수 있는 로봇 팔을 움직일 수 있었다”고 말했다. 연구진은 이 연구에 64개의 전극을 장착한 특수 모자를 착용하는 것으로 두뇌의 미세한 전기적 활동을 기록할 수 있는 비침습적 기술 ‘뇌파전위기록술’(EEG)을 사용했다. 여기에 뇌와 컴퓨터를 서로 연결하는 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스’(BCI) 기술을 기반으로 한 고도 신호 처리와 기계 학습을 통해 피험자들의 생각을 행동으로 변환할 수 있었다. 연구진은 이번 기술을 확립하기 위해 건강한 성인남녀 8명을 대상으로 일련의 실험을 진행했다. 피험자들은 자기 팔을 움직이는 상상으로 실제 3차원 공간의 로봇 팔을 제어하는 훈련을 받았다. 이들은 컴퓨터 화면의 가상 커서를 제어하는 방법을 배우기 시작했고 이후 실제 테이블의 일정한 위치에 놓인 사물을 대상으로 로봇 팔을 제어해 집어드는 방법을 배웠다. 결국, 이들은 자기 생각만으로 로봇 팔을 움직여 테이블 위에 무작위로 놓인 사물을 집어 3층 선반 위에 옮기는 작업까지 성공할 수 있었다. 그 결과, 피험자 8명 모두 로봇 팔을 제어하는 데 성공했다. 성공률은 일정한 위치에 놓인 물체를 집어드는 것이 평균 80% 이상, 테이블 위에 무작위로 놓은 물체를 선반 위까지 옮기는 것은 평균 70% 이상을 기록했다. 이에 대해 빈 히 교수는 “모든 피험자가 완벽하게 비침습적 기술로 작업을 완수했다는 점에서 이번 연구는 흥미롭다”면서 “우리는 이 기술에 마비가 있거나 신경 퇴행성 질환을 가진 사람들이 외과적 임플란트 수술 없이 자립하는데 도움이 되는 커다란 잠재력이 있다고 생각한다”고 말했다. 연구진은 “뇌-컴퓨터 인터페이스를 기반으로 한 이번 기술은 운동 능력을 지배하는 대뇌 영역인 운동 피질의 지리적 특성으로 인해 작동한다”고 말했다. 인간이 움직이거나 움직임에 대해 생각할 때 운동 피질의 뉴런(신경 세포)은 미세 전류를 생성한다. 서로 다른 움직임에 대해 생각하면 새로운 묶음의 뉴런들이 활성화되는 데 이는 이전 연구에서 기능성 MRI를 사용한 교차 검증으로 확인된 현상이다. 고도 신호 처리를 사용해 이런 묶음을 분류하면 연구진 사용한 뇌-컴퓨터 인터페이스의 기초가 된다고 빈 히 교수는 말했다. 이번 연구는 빈 히 교수가 3년 전 피험자들이 EEG 기술을 통해 소형 드론을 비행하는 데 성공한 기존 연구에 바탕을 두고 있다. 빈 히 교수는 “3년 전, 우리는 뇌-컴퓨터 인터페이스를 기반으로 한 이 기술을 사용해 사물을 잡아 옮기는 더욱 복잡한 로봇 팔을 제어하는 것을 확신하지 못했다”면서 “우리는 이번 연구에서 높은 성공률로 이 기술을 활용할 수 있다는 것을 확인하고 깜짝 놀랄 정도로 기뻤다”고 말했다. 이제 그는 인간의 신체에 부착한 뇌 제어 방식의 로봇 팔다리를 실현하는 기술을 개발하거나 이번 기술이 뇌졸중이나 마비가 있는 사람의 경우 어떻게 작동하는지를 조사할 예정이다. 이번 연구성과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 최신호(12월 14일자)에 실렸다. 사진=미네소타대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

SK텔레콤이 국내 벤처기업들과 손잡고 5세대(5G) 이동통신에 기반한 차세대 서비스를 공동 개발하기로 했다. SK텔레콤은 게임 개발 도구 업체 유니티코리아와 공동 주최한 ‘5G 실감미디어 & 융합서비스 공모전’에서 벤처기업 3개를 선정해 유망 5G 서비스 3종을 공동 개발한다고 4일 밝혔다. 이번에 선정된 아이디어는 ▲3D 스마트 경기장(레드버드) ▲VR 콘텐츠 기반 감정 분석(룩시드랩스) ▲드론 실감 체험(엘로이즈)이다. 드론 실감 체험은 드론으로 찍은 실사 비행 영상과 3차원 그래픽을 합성해 사용자가 드론을 직접 조종하는 듯한 느낌을 주는 드론 레이싱 게임이다. VR 콘텐츠 기반 감정 분석은 이용자가 VR 헤드셋을 쓰고 콘텐츠를 감상하면 헤드셋이 사용자의 뇌파를 측정해 감정을 분석하고 5G 통신망을 통해 전송하는 서비스다. 3D 스마트 경기장은 경기장을 찾은 관람객에게 모바일 기기를 통해 경기장의 편의시설 위치와 비상시 대피로 등을 입체적으로 보여 주는 증강현실(AR) 서비스다. SK텔레콤과 벤처기업들은 내년 상반기 내에 프로토타입(서비스 시제품) 개발을 끝내고 본격적인 상용화를 추진할 계획이다. 김소라 기자 sora@seoul.co.kr

도서관에서 공부를 하거나 사무실에서 일을 할 때 가장 방해를 주는 소음은 무엇일까? 최근 일본 야마구치 대학 연구팀은 우리 주변에서 흔하게 들리는 소리 중 가장 집중에 방해가 되는 소음을 분석한 흥미로운 연구결과를 발표했다. 일반적으로 사무실에는 다양한 소음이 존재한다. 전화벨이 울리거나, 복사 소리, 직원들의 대화, 작게는 키보드 타이핑 소리까지 모든 소음이 업무에 크고 작은 방해가 될 수 있다. 그렇다면 이중 가장 집중력에 방해를 줘 업무 효율을 떨어뜨리는 소음은 무엇일까? 연구팀은 이를 알아보기 위해 컴퓨터 화면에 붉은 점을 수차례 등장시켜 피실험자가 정확히 그 수를 세는 실험을 실시했다. 이어 두 번째 실험에서는 다양한 소음을 들려주면서 같은 테스트를 실시해 그 결과를 비교 분석했으며 동시의 뇌파의 움직임을 모니터했다. 그 결과 주위에서 무작위로 들리는 일반적인 생활 소음보다 동료들의 대화나 음악 같은 '의미있는' 소음이 더 집중력을 방해한 것으로 드러났다. 특히 대화의 경우 모르는 사람들이 떠드는 소리는 별 영향이 없었던 반면 직장 동료 간의 대화가 가장 집중력에 방해를 주는 것으로 나타났다. 한마디로 소음 중에서도 아는 사람들의 대화처럼 '귀가 솔깃해지는 내용의 소음'이 가장 업무 효율을 떨어뜨리는 셈. 　 연구를 이끈 타카히로 타메수 박사는 "소음이 주는 방해는 단순히 데시벨의 크기만 영향을 미치는 것은 아니다"면서 "도서관이나 사무실을 설계할 때 의미있는 소음이 들리지 않게 만든다면 가장 효과적인 성과를 기대할 수 있다"고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리는 매일 잠을 자고 ‘꿈’을 꾼다. 우리가 사는 24시간 중 꿈만큼 이해할 수 없는 현상도 드문 것 같다. 만약 우리가 꿈에 대해 더 알게 되면 뇌 기능을 이해하는 데 한 발짝 다가설 수 있지 않을까. 야간 수면에서는 한 시간 반에 한 번쯤 안구를 빠르게 움직이는 현상이 발생하는데, 이런 수면 상태를 ‘렘수면’이라고 한다. 대부분의 꿈은 이 기간 동안 나타난다. 분명 잠을 자고 있는데 뇌파는 마치 깨어 있는 상태와 비슷하다고 해서 ‘역설적 수면’이라고도 부른다. 렘수면은 전체 수면의 20~25%를 차지한다. 수면 전반부에는 렘수면이 짧게 나타나고 후반부에는 길게 나타난다. 그래서 아침에 잠에서 깰 때는 렘수면 뒤 잠에서 깨어나는 경우가 많고, 깨고 나면 마지막 꿈의 내용을 기억한다. 앨런 홉슨 하버드대 의대 교수는 꿈 내용을 분석하던 기존의 정신의학 관점에서 벗어나 꿈도 뇌에서 일어나는 정신현상이라는 관점으로 접근해야 한다고 주장한다. 꿈속의 우리는 실제 감각기관으로 들어오는 자극 없이 시각, 청각, 촉각을 느낀다. 이는 환시, 환청, 환촉이라는 ‘증상’으로 봐도 무방하다. 사고 과정의 와해, 비논리성 등 상식을 넘어서는 일들이 꿈속에서는 자연스럽게 받아들여진다. 꿈꾸는 상태라는 것만 제외하면 이는 확실히 ‘정신증’ 또는 ‘섬망’이라 진단할 만한 것이다. 누구나 매일 밤 매우 심각한 정신의학적 상태에 빠졌다가 아침에는 아무 일 없다는 듯이 생활한다는 것은 참으로 놀라운 일이 아닐 수 없다. 가끔은 꿈꾸고 있다는 사실을 알아차릴 때가 있다. 이를 ‘자각몽’이라고 한다. 이런 현상을 자주 겪는 사람은 전두엽, 측두엽의 일부 뇌 구조가 발달해 있는 것으로 알려져 있다. 우슬라 보스 독일 괴테대 교수는 자각몽 경험이 없는 피험자를 모집해 실험했다. 렘수면이 2분 지속된 시점에 미세한 교류전류 자극으로 30초간 전두엽과 측두엽을 자극한 뒤 잠에서 깨워 꿈에 대한 자각 정도를 평가했다. 놀랍게도 피험자들은 40㎐의 교류전류 자극을 받은 뒤 깨어나서는 어느 순간 꿈을 자각한 경험을 보고했다. 이런 연구 결과의 의미는 무엇일까. 먼저 정신질환 적용을 생각해 볼 수 있다. 꿈꾸는 동안 자신이 처한 현실이 꿈이라는 것을 깨닫지 못하는 것은 ‘조현병’ 증상과 유사하다. 보이는 현실과 맞지 않는 환청, 망상 등을 경험하면서도 자신의 정신 상태를 스스로 평가하지 못하는 것이다. 보스 교수의 연구 결과를 토대로 생각해 본다면 조현병 환자에게 전두엽이나 측두엽을 자극함으로써 자각을 도울 수 있는 방법이 개발될 가능성도 점쳐 볼 수 있다. 두 번째로 자각몽을 증가시킬 수 있는 방법이 존재한다면 이를 이용해 ‘외상후 스트레스 장애’나 ‘불안장애’와 같은 정신질환 치료에 적용할 가능성이 존재한다. 우리는 매일 밤 꿈을 꾸고 회복 가능한 ‘정신이상’을 겪는다. 잠을 자면서 꾸는 꿈과 미래의 포부를 가리키는 꿈이 같은 단어로 쓰인다는 점이 우연이 아닐지도 모르겠다. 꿈속에서 겪는 말도 안 되고 허무맹랑한 생각들이 어쩌면 암울한 현실을 딛고 일어서서 더 나은 미래를 그려 볼 수 있는 단초를 제공해 왔기 때문은 아닐까. 꿈을 꾸면서 ‘지금 나는 꿈을 꾸고 있는가’라는 질문과 함께 꿈꾸고 있는 자신을 알게 되면 꿈은 현실적으로 바뀌어 버릴지 모르겠다. 원래 나는 꿈을 잘 기억하지 못하는 편이지만, 꿈속에 들어가서 꿈을 내 마음대로 조절하기보다는 왠지 아주 비논리적이고 의외성으로 가득 찬 꿈을 꾸고 어느 날 그것을 단초로 마음속에 멋진 꿈을 품을 수 있기를 기대한다.

구글 ‘딥드림’·오토인코더 등 AI기술 접목한 예술작품 전시 알파고와 인간의 바둑대결 이후 인공지능(AI) 기술과 학문 간 융합을 기반으로 한 연구 성과들이 쏟아지고 있다. 그렇다면 인간의 감성과 창의력의 결정체인 예술과 AI가 결합하면 어떤 결과물이 나올까. 국내외 아티스트와 개발자, 프로그래머 등 다양한 창작자들이 인공지능 기술을 활용해 제작한 작품을 선보이는 전시회가 서울 종로구 서린동 SK빌딩 4층에 위치한 아트센터 나비에서 열리고 있다. ‘아직도 인간이 필요한 이유 : AI와 휴머니티’ 전에서는 초기 단계이긴 하지만 예술과 인공지능의 접목 가능성, 예술과 인공지능 기술의 상호 연계성을 가늠해 볼 수 있다. 프랑스의 뉴미디어아트 작가 모리스 베나윤(홍콩 성시대학 크리에이티브미디어스쿨 교수)이 장 밥티스트 바리에, 토비아스 클랭과 공동으로 작업한 프로젝트 ‘브레인 팩토리’는 추상적으로 존재하는 인간의 감정을 마치 공장에서 나오는 제품처럼 출력해 보여준다. 관객은 편안한 의자에 앉아 몇 가지 단계를 거쳐 의식을 집중한 뒤 사랑, 욕망, 고통 등 감정이나 의식과 관련된 단어들을 응시한다. 뇌파를 측정하는 헤드셋에서 수집된 데이터는 작가가 설계한 시스템을 통해 3차원 형태로 변화되고, 최종적으로 3D프린터로 출력된다. 모리스 베나윤 작가는 “일련의 과정을 통해 인공지능 시대에 감정의 본질과 그 역할에 질문을 던져본 것”이라고 설명했다. MIT미디어랩 출신의 작가 하싯 아그라왈의 ‘탄뎀’은 인공지능과 사람이 서로의 시각언어를 교환하며 함께 그림을 완성해 나가는 작품이다. 구글의 AI 이미지 소프트웨어인 ‘딥드림’ 알고리즘의 일부를 활용한 것으로 관객이 터치스크린 위에 그림을 그리면 입력된 데이터를 바탕으로 인공지능이 표현한 새로운 이미지가 오버랩되어 작품이 완성되는 식이다. 테렌스 브로드는 영국 골드스미스 대학교 대학원에서 딥러닝 기술을 바탕으로 기계학습의 가능성을 연구하며 실험적인 작품을 발표해 왔다. 이번에 선보인 ‘오토인코딩 블레이드러너’는 인공신경망의 하나인 오토인코더로 영화 ‘블레이드러너’의 스토리 프레임을 학습한 뒤 인공지능이 스스로의 기억을 통해 영화를 재구성하도록 한 것이다. 화면 속의 일그러진 이미지와 변조된 음성이 그로테스크한 이 작품은 뉴욕 휘트니미술관에도 전시 중이다. 컴퓨터 소프트웨어를 기반으로 인공지능과 예술을 접목시키는 프로그래머이자 아티스트인 진 코건은 인공신경망 알고리즘으로 관객의 모습을 ‘큐비스트’, ‘칸딘스키’ 등 미술사조 혹은 작가의 스타일로 변형시켜 실시간 송출하는 관객 참여형 작품으로 선보였다. 기술과 예술의 접점을 탐구해 온 국내 작가들의 작품도 흥미롭다. 미디어아티스트 그룹 신승백과 김용훈의 ‘동물분류기’는 인공지능 연구에서 가장 중요한 키워드인 분류의 자의성과 불완전성에 대해 비판하는 작품이다. 양민하 작가의 ‘해체된 사유와 나열된 언어’는 과학 철학가들과 이론가들이 사유한 언어를 학습한 인공지능이 어떤 언어로 생성해 내는지, 사유의 가치가 있는지를 확인해 본 결과물이다. 양 작가는 “과학철학서적 9권을 기초로 35만 문장을 3개월 걸려 입력시켰지만 생성된 문장들은 대부분 무의미하고 불완전한 조합들이었다”며 “AI가 인간의 사유능력을 따라잡는 것은 현재로선 불가능한 것 같다”고 밝혔다. 최승준 작가의 ‘학습을 학습하기-연결과 흐름’은 인공지능과 기계학습의 연구과정을 시각화한 것이다. 작가는 “결국은 AI도 인간이 교육시켜야 할 대상이므로 효율성과 합리성을 어떻게 교육시킬 것인지를 연구하고 있다”고 말했다. 전시를 참관한 IBM왓슨의 아르만도 아리스멘디 부사장은 “아직은 예술이 아니라고 느껴질 수 있지만 프로그래머와 예술가들의 다양한 시도들이 AI와 예술사에서 중요한 실험으로 남게 될 것”이라고 내다봤다. 이 밖에 이번 전시에는 예술과 기술의 접점을 연구하는 창작연구소 나비 E I랩의 아트토이 ‘로보판다’, 소음을 음악으로 만드는 인공지능 로보틱스 시스템 ‘브레멘음악대’, 로봇과 인간이 함께 즐기는 ‘에어하키게임’, 인공지능을 접목한 재활치료기구 ‘네오펙트’도 선보였다. 아트센터 나비(관장 노소영)는 2000년 설립 이래 예술과 기술의 접점에서 다양한 활동을 선보여 왔으며 최근 3년 동안은 로보틱스, 사물인터넷(IoT), 웨어러블 테크놀로지 등 첨단기술을 활용한 작품 제작과 전시를 진행해 왔다. 전시는 내년 1월 20일까지. 글 사진 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

대학수학능력시험(17일)이 사흘 앞으로 다가왔다. 이 시기 수험생은 극도의 긴장과 스트레스 탓에 없던 병이 생기기도 하고 잠을 설치기도 한다. 평소 체력을 잘 관리했더라도 갑자기 질병이 생겨 집중력이 흐트러지면 최상의 컨디션을 다시 찾는 데 시간이 걸린다. 전문가들은 막연한 불안감에 평소 먹지 않던 약물을 섭취하는 등 새로운 것을 시도하기보다 잘 먹고, 잘 자고, 잘 쉬는 등 익숙한 생활방식을 유지해야 수능 당일 평정심을 유지하며 시험을 볼 수 있다고 조언한다. 정석훈 서울아산병원 정신건강의학과 교수는 13일 “긴장이 지나치면 평소 실력도 발휘하지 못할 수 있다”며 “시험을 망칠지 모른다는 두려움을 없애고 대범한 마음으로 자신감을 가져야 한다”고 말했다. 나에게 어려운 문제는 남도 어렵고, 내가 시간이 부족하면 남도 부족하다는 생각으로 시험을 준비해야 한다. 그래도 마음이 안정되지 않으면 복식호흡을 해본다. 숨을 천천히 들이마시고 내쉬면서 숨을 고르면 불안감과 긴장을 덜 수 있다. 불안하고 우울한 기분, 과도한 스트레스가 계속되면 기억력에 중요한 역할을 하는 해마에 영향을 미쳐 기억력이 떨어질 수 있다. 스트레스는 정신 건강뿐만 아니라 신체 건강에도 영향을 미친다. 스트레스에 제대로 대처하지 못하면 뇌의 신경전달물질과 자율신경계의 균형이 깨져 두통, 불면증, 만성통증 등의 증상이 새로 생기거나 기존의 신체 질환이 악화할 수 있고 면역 기능이 저하돼 질병에 쉽게 걸린다. 건강보험심사평가원이 2011~2015년 전 국민의 과민성 장 증후군 진료정보를 분석한 자료에 따르면 8월부터 10월까지 과민성 장 증후군으로 병원을 찾은 수험생(만 18세) 환자가 증가했다가 이후 감소한 것으로 나타났다. 과민성 장 증후군은 복통, 복부 불쾌감이 나타나고 변비나 설사를 하는 기능성 위장관 질환으로 정신적인 스트레스와 심리적 불안이 요인이다. 수능을 앞두고 잠을 줄이거나 밤을 새워도 기억력이 떨어지는 등 역효과가 날 수 있다. 미국 하버드대 수면 연구자인 로버트 스틱골드 교수가 2000년에 발표한 연구 결과에 따르면 수면과 꿈은 뇌가 학습한 단기기억을 장기 기억으로 저장하는 데 가장 큰 역할을 한다. 잠은 최소 6~7시간 자는 게 좋다. 한진규 서울수면센터 원장은 “잠들고서 9시간 후에 뇌파가 깨어나기 때문에 밤 11시 정도에 잠을 자야 오전 8시에 뇌파가 깨어 맑은 정신으로 1교시 시험을 볼 수 있다”고 말했다. 수능까지 바짝 공부하겠다는 생각에 에너지 음료나 커피를 많이 마시면 가슴이 두근거리고 짜증이 생겨 오히려 집중력이 떨어질 수 있다. 담배, 커피, 각성제 등은 일시적인 각성 효과는 있으나 건강에 해롭고 뇌를 비롯한 신체의 순환에 나쁜 영향을 끼친다. 수험생 가족도 대범해질 필요가 있다. 김지욱 동탄성심병원 정신건강의학과 교수는 “부모와 자녀 간에는 불안도 전염되는 특성이 있어, 속으로는 불안하더라도 자녀에게는 ‘너는 잘할 수 있어’, ‘시험을 치르고 나면 많이 좋아질 거야’라고 말하는 등 자신감을 줘야 한다”고 말했다. 또는 아주 솔직하게 ‘피할 수 없는 스트레스이니 이왕이면 적극적으로 받아들이자’라고 말하는 것도 효과적인 방법이라고 조언했다. 수능 시험 당일에는 되도록 먹어 보지 않은 새로운 약을 복용하지 않는 게 좋다. 압박과 긴장에서 벗어나려고 수능 당일 청심환을 복용하는 수험생도 있는데, 자칫 시험을 볼 때 졸릴 수 있다. 대한한의사협회는 “오히려 특별한 긴장이나 항진이 없는 상태에서 복용하면 졸음이나 집중력 저하를 일으킬 수 있어 주의해야 한다”고 강조했다. 시험을 볼 때마다 유독 긴장하는 학생이라면 청심환을 복용하더라도 반드시 수능 날 전에 미리 복용해 자신의 체질이나 증상에 맞는지 확인해야 한다. 수능 당일 아침은 꼭 챙겨 먹어야 한다. 아침을 거르면 밤새 굶고 탈진한 뇌가 기능을 온전히 발휘할 수 없다. 밥, 고구마, 채소, 멸치에 많이 든 비타민 B는 사고력과 기억력을 높여주고, 토마토, 당근, 귤에 있는 비타민 C는 긴장을 완화해준다. 세종 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

인간 최고의 반려동물인 개와 고양이도 꿈을 꿀까? 최근 미국 하버드 의대 데이드레 바렛 박사가 개가 만약 꿈을 꾼다면 주인 꿈을 꿀 가능성이 높다는 흥미로운 주장을 펼쳐 관심을 모은다. 일반적으로 인간들의 전유물처럼 여겨지는 꿈은 당사자의 증언이 아니라면 그 내용을 알 수 없다. 과학적으로 인간이 꿈을 꾼다는 증명은 급속 안구 운동수면(Rapid eye movement, REM) 상태에서 드러난다. 꿈은 대부분 REM 단계에서 이루어지기 때문. 흥미로운 점은 REM 단계는 인간만 해당되는 것은 아니라는 사실이다. 대부분의 포유류 역시 인간과 비슷한 수면 패턴을 보이며 REM 단계를 겪는데 이 상태의 동물 역시 꿈을 꾼다는 가설이 믿을만한 추측이다. 그렇다면 한 발 더 나아가 개도 '개꿈'을 꿀까? 이에 대해 바렛 박사는 "개는 일상적인 꿈을 꿀 가능성이 높다"면서 "보통 개가 주인과 항상 붙어있기 때문에 당신의 얼굴이나 기뻐하는 것, 놀리는 것 등 현실에 대한 꿈을 꿀 것"이라고 밝혔다. 이어 "만약 개가 자면서 다리를 찬다면 이는 달리는 꿈을 꾸는 것일 수 있다"고 덧붙였다. 이같은 주장은 지난 2월 영국 브리티시컬럼비아대학의 연구결과와 비슷하다. 당시 스탠리 코렌 박사 연구팀은 잠든 개의 수면패턴을 분석한 결과 개들은 보통 잠을 자기 시작한 지 20분 정도 지났을 시점부터 꿈을 꾸는 단계에 들어서는 것으로 나타났다. 얼마나 오랫동안 꿈을 꾸는지는 몸집에 따라 달라졌다. 대형견들은 한번 꿈을 꾸면 최대 10분정도 꿈을 꾸는 대신 빈도수가 낮았고, 치와와와 같은 소형견은 짧은 꿈을 자주 꾸는 경향이 있었다. 코렌 박사는 "개는 사람과 매우 유사한 수면특성이 나타났으며 뇌파 패턴 역시 비슷했다"면서 "개는 새를 쫓고 차를 따라 다니거나, 밥을 먹고 낯선 사람을 향해 짖는 행동 등 일상적인 꿈을 자주 꾸는 것으로 보인다"고 주장했다. 잠이 특기인 또다른 반려동물 고양이는 어떨까? 바렛 박사는 "고양이 역시 꿈을 꾼다"면서 "REM단계에 접어들었을 때 고양이는 점프하거나, 발을 구르거나, 등을 굽히는 등의 행동을 보이는데 아마도 꿈 속에서 쥐를 쫓고있는 중일 것"이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인간 최고의 반려동물인 개와 고양이도 꿈을 꿀까? 최근 미국 하버드 의대 데이드레 바렛 박사가 개가 만약 꿈을 꾼다면 주인 꿈을 꿀 가능성이 높다는 흥미로운 주장을 펼쳐 관심을 모은다. 일반적으로 인간들의 전유물처럼 여겨지는 꿈은 당사자의 증언이 아니라면 그 내용을 알 수 없다. 과학적으로 인간이 꿈을 꾼다는 증명은 급속 안구 운동수면(Rapid eye movement, REM) 상태에서 드러난다. 꿈은 대부분 REM 단계에서 이루어지기 때문. 흥미로운 점은 REM 단계는 인간만 해당되는 것은 아니라는 사실이다. 대부분의 포유류 역시 인간과 비슷한 수면 패턴을 보이며 REM 단계를 겪는데 이 상태의 동물 역시 꿈을 꾼다는 가설이 믿을만한 추측이다. 그렇다면 한 발 더 나아가 개도 '개꿈'을 꿀까? 이에 대해 바렛 박사는 "개는 일상적인 꿈을 꿀 가능성이 높다"면서 "보통 개가 주인과 항상 붙어있기 때문에 당신의 얼굴이나 기뻐하는 것, 놀리는 것 등 현실에 대한 꿈을 꿀 것"이라고 밝혔다. 이어 "만약 개가 자면서 다리를 찬다면 이는 달리는 꿈을 꾸는 것일 수 있다"고 덧붙였다. 이같은 주장은 지난 2월 영국 브리티시컬럼비아대학의 연구결과와 비슷하다. 당시 스탠리 코렌 박사 연구팀은 잠든 개의 수면패턴을 분석한 결과 개들은 보통 잠을 자기 시작한 지 20분 정도 지났을 시점부터 꿈을 꾸는 단계에 들어서는 것으로 나타났다. 얼마나 오랫동안 꿈을 꾸는지는 몸집에 따라 달라졌다. 대형견들은 한번 꿈을 꾸면 최대 10분정도 꿈을 꾸는 대신 빈도수가 낮았고, 치와와와 같은 소형견은 짧은 꿈을 자주 꾸는 경향이 있었다. 코렌 박사는 "개는 사람과 매우 유사한 수면특성이 나타났으며 뇌파 패턴 역시 비슷했다"면서 "개는 새를 쫓고 차를 따라 다니거나, 밥을 먹고 낯선 사람을 향해 짖는 행동 등 일상적인 꿈을 자주 꾸는 것으로 보인다"고 주장했다. 잠이 특기인 또다른 반려동물 고양이는 어떨까? 바렛 박사는 "고양이 역시 꿈을 꾼다"면서 "REM단계에 접어들었을 때 고양이는 점프하거나, 발을 구르거나, 등을 굽히는 등의 행동을 보이는데 아마도 꿈 속에서 쥐를 쫓고있는 중일 것"이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr