진화학자들은 음악을 언어와 함께 인류의 보편적 특성으로 보기도 한다. 이를 음악적 인간, 호모무지쿠스로 정의하기도 한다. 실제로 사람은 기쁠 때나 슬플 때 음악과 함께하며 기분 전환을 하는 경우가 많다. 그렇다면 물에 젖은 솜처럼 몸이 무겁고 기분이 처질 때 어떤 음악을 듣는 것이 좋을까. 슬프거나 우울할 때는 즐거운 음악보다는 슬픈 음악을 듣는 것이 즐거운 기억을 좀더 쉽게 떠오르게 해 우울한 상황에서 벗어나게 한다는 연구 결과가 나와 주목된다. 영국 더럼대, 핀란드 이위베스퀼레국립대의 음악학과 공동 연구진은 이런 연구 성과를 미국 공공과학도서관에서 발행하는 기초과학 분야 국제학술지 ‘플로스 원’ 6월 15일자에 발표했다. 연구진은 우선 슬픈 음악을 ‘단조로 구성되거나 느린 템포 또는 구슬픈 가사로 만들어진 곡’으로 정의했다. 영국과 핀란드에 거주하는 18세 이상 성인 2436명에게 슬픈 음악과 관련된 설문을 나눠 주고 뇌파 분석을 진행했다. 분석 결과 연구진은 슬픈 음악을 들으면 안 좋은 기억보다 오히려 즐거웠던 기억을 떠올린다는 사실을 발견했다. 슬픈 음악은 느린 단조로 구성된 것들이 많기 때문에 듣는 이가 멜로디나 가사에 빠져들 수 있어 뇌의 전두엽과 측두엽은 물론 언어중추로 알려진 브로카 영역을 더 자극한다. 이 자극은 즐거움을 느끼게 해 주는 신경전달물질인 도파민과 엔도르핀 분비를 촉진한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌 과학 연구에서 피할 수 없는 것이 바로 생쥐나 원숭이 같은 살아 있는 실험동물의 뇌 활동을 관찰하는 것이다. 잔인한 듯하지만 뇌에 약물을 주입하거나 전기 자극을 주면서 실시간으로 뇌의 움직임을 관찰하는 게 가능하다면 뇌과학의 발전 속도는 좀 더 빨라질 수 있을 것이다. 국내 연구진이 동물에게 부작용을 일으키지 않고 안정적인 상태에서 장기간 다양한 실험을 할 수 있는 혁신적인 기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 뇌과학이미징연구단 김성기 단장(성균관대 교수) 연구진은 살아 있는 동물의 뇌를 관찰하면서 약물 주입이나 전극 삽입 같은 실험을 동시에 할 수 있는 ‘두개골 소프트 윈도’ 개발에 성공했다. 이번 연구 성과는 기초과학 및 의학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 10일자에 실렸다. 동물에게 뇌는 가장 중요한 기관이기 때문에 두껍고 단단한 뼈로 둘러싸여 있다. 뇌를 관찰하려면 수술로 두개골에 구멍을 만들어 뼈를 대신할 투명 창문으로 메우는데, 이를 ‘두개골 윈도’라고 한다. 기존의 윈도는 커버글라스라는 딱딱한 재질로 만들었기 때문에 관찰만 가능했다. 뇌 자극 같은 실험을 하려면 다시 수술을 거쳐야 한다. 재수술은 동물에게도 상당한 스트레스로 작용하기 때문에 연구 데이터에 영향을 미칠 가능성이 있다. 수술하다가 죽는 경우도 많은데, 이러면 다른 동물을 이용해 처음부터 다시 연구를 진행해야 하기 때문에 연구 결과 도출에 시간이 오래 걸린다. 소프트 윈도를 의미 있는 발전으로 여기는 까닭이다. ‘ 소프트 윈도’는 부드럽고 투명한 실리콘 물질인 ‘폴리디메틸실록산’(PDMS)을 이용했다. 소프트 윈도 수술을 한 생쥐는 깨어 있는 상태에서도 1시간 이상 혈류의 흐름을 볼 수 있다. 또 25주 이상 뇌를 관찰하고, 약물을 투입하거나 뇌파 및 신경전기신호 모니터링을 하는 것도 가능하다. 연구진은 이 기술을 현재 국내 특허로 등록했고 미국에도 특허 출원한 상태다. 김 단장은 “소프트 윈도는 실험 목적에 따라 다양한 크기로 2~3시간 만에 간단히 만들 수 있다”며 “윈도 어디에나 다양한 용도의 주사를 주입하고, 동물이 살아 있는 상태에서도 장기간 실험·관찰할 수 있다는 장점이 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고열 땐 이것만은 꼭 기억하세요신생아라면 가급적 응급실 방문미지근한 물로 닦고 탈수 주의 어린 자녀를 둔 부모라면 아이에게 생긴 갑작스러운 고열로 당황한 경험이 있을 겁니다. 열이 나다가 갑자기 아이 몸이 뻣뻣해지고 경련을 일으킬 정도라면 더욱 당황스럽겠지요. 상황에 대처하는 방법을 몰라 발만 동동 구르기 마련입니다. 그래서 부모라면 누구나 궁금해하는 ‘고열 대처법’을 알아봤습니다. 열이 나는 아이를 데리고 응급실을 가야 할지, 아니면 집에서 처치를 해야 할지 전문가의 설명을 들었습니다. 아이를 키우는 부모들이 가장 놀라는 상황 중 하나는 바로 ‘열성경련’입니다. 아이가 갑자기 의식을 잃어 몸이 뻣뻣해지고 몸을 심하게 떠는 증상을 한번쯤은 경험해 보셨을 겁니다. 심하면 눈동자가 밀려 올라가기도 합니다. 이런 증상은 전체 소아의 3~4%에서 나타날 정도로 비교적 흔하다고 합니다. ●열 경련 70% , 감기로 인한 발열이 원인 윤신원 중앙대병원 소아청소년과 교수는 22일 “생후 3개월부터 5세까지 소아에게 많이 나타나는데 특히 18~22개월에 가장 많다”며 “환자의 70% 정도는 감기로 인한 발열이 원인”이라고 설명했습니다. 지속 시는이 수십 초에서 수 분 내에 끝나고 후유증도 없어 크게 걱정할 필요는 없다고 합니다. 열성경련이 끝나면 힘이 빠진 듯 몸이 축 늘어지고 정신 상태가 몽롱해질 수 있지만 경련 중 잃었던 의식은 회복됩니다. 드물게 신체 마비가 잠시 나타나기도 합니다. 경련이 1분 이내라면 큰 병일 가능성은 거의 없기 때문에 병원을 방문할 필요는 없습니다. 다만 경련이 15분 이상 이어지거나 하루에 2회 이상 자주 일어나면 ‘간질’ 가능성이 있기 때문에 병원을 방문해 전문의 진료와 뇌파검사를 받아야 합니다. 김동수 연세대 세브란스병원 소아청소년과 교수는 “만 1세 이전에 열성 경련을 보이거나 가족 중 간질환자가 있고 경련이 길며 반신마비 증상이 나타나는 복합 열성 경련이면 재발률이 100%에 가깝다”며 “열성경련 후 간질이 일어나는 비율은 2~10%로, 일반인에 비해 최대 10배 이상 높아 각별한 주의가 필요하다”고 조언했습니다. 열성경련이 일어나면 옷을 느슨하게 풀어 주는 것이 좋습니다. 머리를 옆으로 살짝 돌리고 상체를 하체보다 낮춰 입안 구토물이나 점액이 중력에 의해 밖으로 나오도록 돕습니다. 김 교수는 “아이가 혹시 혀를 깨물까 해서 수저나 수건을 입에 물리기도 하는데 상처를 낼 수 있기 때문에 절대로 해서는 안 된다”며 “손가락을 따 피를 내는 행동도 아이를 더 자극해 증상을 악화시킬 수 있어 피해야 한다”고 조언했습니다. ●체온 높은 것보다 전신 상태가 더 중요 고열이 날 때 중요한 체크 포인트는 ‘나이’와 ‘전신상태’입니다. 신생아라면 뇌수막염, 패혈증, 요로감염 위험을 미리 발견하기 위해서라도 가급적 응급실을 방문하는 게 좋습니다. 특히 열과 함께 심한 두통과 목 경련, 침을 삼키지 못하는 증상이 나타나면 뇌수막염 가능성을 고려해야 합니다. 윤 교수는 “많은 분들이 주로 체온이 39도냐, 38도냐를 놓고 응급실 방문 여부를 판단하는데 의사들의 기준은 좀 다르다”며 “정상적인 아이라면 1초도 가만히 있지 못하는데, 몸을 제대로 가누지 못하거나 축 늘어지는 증상을 보인다면 그것이 훨씬 더 위험한 상황일 수 있다”고 지적했습니다. 몸에서 열이 나면 얼음으로 문지르는 분도 있는데 이것은 바람직한 행동이 아니라고 합니다. 미지근한 물로 온몸을 닦아 주는 것이 좋고, 두꺼운 담요나 이불 대신 얇은 홑이불로 싸거나 덮어 줘야 됩니다. 김 교수는 “탈수증을 막기 위해 시원한 보리차나 물, 청량음료를 먹이되 우유같이 단백질이 많거나 유당이 든 음식물을 먹이지 말아야 한다”고 했습니다. 구토를 할 때는 망원경을 접을 때처럼 장(腸)이 말려 올라가는 ‘장중첩증’ 증상을 주의 깊게 살펴야 합니다. 처음에는 음식을 먹을 때만 토하다가 가만히 있을 때도 토하고 주기적으로 보채는 행동도 나타납니다. 윤 교수는 “5분 정도 고통스러워하다가 다시 좋아지는 증상이 반복되거나 토사물, 변에서 피가 섞여 나올 때는 곧바로 응급실을 방문해야 한다”고 지적했습니다. 아이가 12시간 이상 소변을 보지 않을 때, 눈물이 나오지 않을 때, 피부가 차고 축축해 보일 때는 심각한 탈수 증상이 나타난 것으로 마찬가지로 바로 병원을 찾아야 합니다. ●변 상태·체중·키 미리 알고 병원 방문 병원을 방문할 때는 복용 중인 약 처방전이나 약 먹는 양을 적은 기록지, 체온 기록지를 갖고 가면 도움이 됩니다. 발진은 나타났다가 가라앉는 증상이 반복될 수 있어 스마트폰으로 찍어 둔 사진이 있다면 참고 자료로 사용할 수 있습니다. 혈변 등 변의 양상이 나쁘다면 사진을 미리 찍어 의료진에게 보여 주는 것이 좋습니다. 급하면 기저귀를 들고 방문해도 됩니다. 신속한 약물 투여를 위해 아이의 체중과 키를 미리 알아 두는 것도 좋은 행동입니다. 아울러 간호사나 의사에게 증상을 설명할 때는 가급적 정확한 수치와 정보로 알리는 것이 좋습니다. 예를 들어 “아이가 우유를 잘 안 먹어요”라고 말하는 것보다 “사흘 전부터 감기 증세를 보이면서 평소 500㏄의 분유를 먹던 아이가 300㏄도 안 먹어요”라고 말하는 것이 빠른 치료에 도움이 됩니다. 사실 전신 증상이 없고 신생아가 아니라면 일반적인 고열이기 때문에 병원까지 갈 필요는 없습니다. 열이 조금 있어도 잘 먹고 잘 뛰어논다면 걱정할 정도로 문제가 심각하지 않을 가능성이 높다고 전문가들은 지적했습니다. 이런 경우 상비용 해열제를 먹이거나 좌약을 사용하면 대부분 열이 내려갑니다. 윤 교수는 “너무 가벼운 증상으로 응급실을 찾을 필요는 없다”며 “간혹 가벼운 열이나 감기로 응급실에 와서 오래 기다리다 오히려 감기에 옮는 경우도 있다”고 지적했습니다. 이어 “해열제 복용에 특별한 원칙은 없지만 열이 날 때마다 사용하고 3~4회 정도 먹이는 것이 일반적”이라며 “해열제는 열을 내리는 기능을 할 뿐 치료제가 아니기 때문에 맹신해서는 안 된다”고 덧붙였습니다. 감염성 질환은 어린이집에서 옮는 사례가 많습니다. 단체생활을 하다 보니 돌림병처럼 앓습니다. 그래서 오히려 감염성 질환에 둔감해질 수 있습니다. 그렇지만 폐렴이나 모세기관지염이 반복되면 알레르기가 원인일 수 있기 때문에 병원에서 명확한 진단을 받아 보는 것도 좋습니다. 전문가들은 여러 병원을 전전하는 ‘의료쇼핑’은 도움이 되지 않는다고 입을 모았습니다. 이유가 있습니다. 아이의 상태를 꾸준히 살펴본 의사가 신속하고 정확한 치료를 할 수 있기 때문입니다. 윤 교수는 “아이의 치료 상황을 알고 있는 주치의를 만나 병의 경과를 확인하면서 꾸준하게 치료하는 것이 가장 바람직한 방법”이라고 강조했습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr 사진=서울신문 포토라이브러리, pixabay

어젯밤 좋은 꿈 꿨는지? 무슨 꿈을 꿨는지 내게 얘기해 준다면 마음속 깊은 곳에 있는 고민이 뭔지를 말해 주겠네. 뭐, 이런 말을 하면 간혹 꿈풀이가 직업인 심령술사나 탐정소설을 좋아하는 마니아 정도로 생각하는 사람들이 있더군.난 오스트리아의 정신과 의사로서 정신분석학을 창시한 지그문트 프로이트(1856~1939)일세. 내 이름을 대면 많은 사람이 아이가 어머니를 독차지하려고 아버지에 대해 무의식적 반항심을 갖는다는 ‘오이디푸스 콤플렉스’나 ‘리비도’ 같은 성적 욕구 이론을 가장 먼저 떠올리는 것 같더군. 맞는 말이긴 하지만 난 뇌성마비에 신경병리학적으로 접근해 치료 방법을 찾았던 과학자라는 사실도 잊지 말아 주게나. 나 이전까지 성욕은 정신과 치료에서도 입에 담아선 안 될 금기 사안이었지. 그렇지만 난 성욕이 인간 행동의 원초적 동기라고 생각했네. 그래서 성욕에 의한 에너지를 리비도라고 이름 짓고, 이를 고의로 억제하는 무의식을 억압 기제로 봤지. 그런 생각들을 바탕으로 환자와 의사 간의 자유연상법이란 대화법과 꿈을 분석해 치료에 적용하는 정신분석학을 만들어 낼 수 있었던 거지. 꿈은 정신분석학에서 환자의 무의식을 파악할 수 있는 아주 중요한 도구라네. 사람은 잠을 잘 때 깊이 잠든 상태인 ‘서파(徐波)수면’과 몸은 움직이지 않지만 뇌는 매우 활발하게 활동하며 눈동자가 빠르게 움직이는 ‘렘(REM)수면’ 상태를 오간다네. 꿈은 렘수면 상태에서 나타나지. 내가 활동할 때까지만 해도 조류인 새, 파충류인 악어, 곤충까지 모든 동물이 잠을 자긴 하지만 꿈은 사람에게서만 나타나는 고유한 특성이라고 알고 있었지. 생물학이 발전하면서 사람뿐만 아니라 다른 포유류와 새들도 꿈을 꿀 수 있는 렘수면을 한다는 연구 결과들을 보고 얼마나 놀랐는지 모를 걸세. 그런데 지난달 28일 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 실린 논문을 보고는 정말 경악해 쓰러지는 줄 알았다네. 독일 막스플랑크연구회 소속 뇌연구소 질 로랑 박사팀이 파충류인 턱수염도마뱀의 뇌 활동을 연구하다가 렘과 비슷한 수면 패턴을 처음으로 발견했다는 거야. 로랑 박사팀도 도마뱀이 렘수면을 한다는 사실을 발견하고 소스라치게 놀랐다고 하더군. 연구팀은 당초 ‘애완동물로 많이 기르는 턱수염도마뱀은 먹잇감을 쫓을 때 시각정보를 얼마나 활용하는가’를 밝혀내기 위해 연구를 시작했다더군. 이번 연구 결과는 마치 심혈관 질환 치료제를 찾으려다가 발기부전 치료제인 ‘비아그라’를 발견한 것과 비슷한 상황이라고나 할까. 어쨌든 연구팀은 전극을 이용해 도마뱀의 뇌 활동을 여러 주 동안 지속적으로 기록하던 중 잠을 잘 때 4㎐의 초저주파 상태와 20㎐의 고주파 상태라는 완전히 다른 패턴의 뇌파를 보인다는 것을 발견했어. 두 주파수는 40초 간격으로 바뀌었는데 사람이 잠을 잘 때 렘수면과 서파수면을 오가는 것과 비슷한 패턴이었다는 거야. 고주파의 뇌파를 보일 때는 렘수면 상태와 비슷하게 눈꺼풀이 심하게 씰룩거리는 것을 발견했대. 생물학자들은 “그날 발생한 사건들을 되새기거나 먹이를 발견했던 곳들을 기억하기 위해 도마뱀도 잠자는 동안 꿈을 꾸는 것”이라고 추정하더군. 도마뱀뿐만 아니라 잠을 자는 모든 동물이 꿈을 꾸는 것이라면, 우리가 사는 이 세상을 더 잘 이해하기 위해서는 사람의 꿈뿐만 아니라 동물들의 꿈까지 해석해야 하는 시대가 오지 않을까 싶구먼. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

흔히 ‘간질’이라고 부르는 뇌전증은 특별한 이유 없이 발작(경련)이 지속적으로 일어나는 질환이다. 우리 뇌는 세포 간 전기 신호를 보내며 일을 한다. 하지만 뇌의 일부 또는 전체에서 이 전기를 갑자기 비정상적으로 방출하면 발작이 일어난다. 뇌전증 유병률은 0.5~1%로 비교적 높고, 소아기의 가장 흔한 신경 질환 중 하나다. 영유아기에 감기 등 고열로 생긴 일시적인 열성 경련이나 대사질환 등으로 생기는 발작은 뇌전증이 아니다. 간질성 발작이 일어나는 원인은 매우 다양하다. 소아기 때는 주로 유전적 요인, 선천성 기형, 뇌막염, 두부 외상 등으로 간질성 발작이 발생한다. 정확한 원인을 알 수 없는 경우도 많다. 발작은 전신에서 일어나기도 하지만 입이나 손 등 특정 신체 부위에서 부분적으로 나타나기도 한다. 입이나 손, 발끝이 떨리거나 몸을 갑자기 한쪽으로 돌리기도 하고 자신도 모르게 입맛을 다시고, 손가락을 굽혔다 폈다 하는 등의 의도하지 않은 반복적인 행동을 보이면 부분발작을 의심해 봐야 한다. 아이는 발작이 일어나도 증상을 스스로 느끼지 못할 수도 있다. 부모가 주의 깊게 관찰하지 않으면 알아채지 못하고 그냥 지나치기 십상이다. 전신발작은 증상이 매우 다양하다. 갑자기 의식을 잃고 쓰러지거나 온몸을 부들부들 떨고, 전신의 근육이 순간적으로 수축하는 것 같은 증상이 나타난다. 마치 전원을 잠시 껐다가 켠 것과 같이 5~10초 정도 멍하게 앞을 응시하다가 직전에 하던 행동을 계속할 때도 있다. 발작이 계속되면 뇌에 손상이 갈 수 있어 신속히 조치해야 한다. 주변의 위험한 물건은 치우고, 환자가 구토하면 고개를 옆으로 돌려 기도를 확보해야 한다. 발작이 3분 이상 지속하면 응급처치를 할 수 있는 가장 가까운 병원으로 빨리 옮긴다. 뇌전증 치료는 약물치료가 기본이다. 10명 중 7~8명은 약물만으로도 증상을 조절할 수 있다. 완치율도 높아 이 가운데 3명 정도는 2~5년간 약물치료만으로 완치될 수 있다. 뇌전증이 아닌데도 유사한 발작 증상을 보이는 질환이 상당히 많이 있으므로 병력을 자세히 관찰하고 뇌파 검사 등을 해야 한다. 모든 뇌전증 환자에게 똑같이 효과적인 약물은 없다. 아이의 연령, 체중, 증상의 중증도에 따라 해당 의약품에 대한 임상적 반응이 다르다. 약물을 선택한 후에도 효과가 제대로 나타나고 있는지 주기적으로 확인해야 한다. 한 가지 약물로 시작하되 아이의 치료 반응을 확인하면서 서서히 약물 농도를 높이고 만약 최대 용량까지 복용해도 발작이 충분히 조절되지 않으면 다른 약물로 전환하거나 두 가지 이상의 약을 동시에 사용하기도 한다. ■도움말 식품의약품안전처

분야를 막론하고 드론이 이용되는 시대에서 더 나아가, 생각만으로도 드론을 조종하는 시대가 곧 펼쳐질 것으로 보인다. AP통신 등 해외 언론의 보도에 따르면 최근 미국 플로리다대학교에서는 총 16명의 레이서가 머리에 EEG(Electroencephalogram·뇌전도) 헬멧을 쓰고 생각만으로 드론을 조종하는 이색 경기를 펼쳤다. 시작을 알리는 진행자의 카운트와 함께 레이서들은 드론과 모니터를 바라봤고, 얼마 지나지 않아 어떤 참가자는 드론을 단 몇 미터 전진시킨 반면 또 다른 참가자는 피니쉬 라인까지 드론을 옮기는데 성공했다. 플로리다대학교가 세계 최초로 개최한 ‘브레인 드론 레이스’(Brian Drone race)는 드론 기술뿐만 아니라 사람의 인지능력과 정신적 인내력 등을 모두 필요로 하는 일종의 게임으로, BCI(brain-computer interface) 즉 뇌-컴퓨터 인터페이스를 기반으로 한다. BCI란 인간의 생각이나 심리 작용만으로 컴퓨터를 작동시키는 기술로, 드론과 BCI의 접목은 다양한 산업 분야에서 활용할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 이 기술에서 핵심을 차지하는 장비는 바로 EEG다. 본래 EEG는 뇌파기록장치인데, 과학자들은 이 장비로 드론을 움직이고자 하는 뇌파를 프로그래밍 하고 이를 신호로 전달받은 드론이 기계적인 장비 없이도 작동되도록 설계했다. 이번 대회를 개최한 플로리다대학교 BCI 전문 크리스 크로포드 박사는 “우리는 뇌-컴퓨터 인터페이스를 이용한 기술을 대중화하길 원한다”면서 “기존의 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술은 의료계에 특화된 기술 중 하나였지만 이를 다양한 분야로 확대할 필요가 있다”고 설명했다. 이어 “우선적으로는 생각 혹은 뇌파로 드론을 조종하는 대회를 주기적으로 개최함으로서 이를 대중화 하고, 미래에는 마치 시계처럼 생각만으로 물체를 조종할 수 있는 장치를 개발함으로서 우리의 삶을 변화시킬 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 한편 전문가들은 뇌파로 드론을 조종하는 기술이 보편화될 경우 거동이 불편한 장애인이나 노인도 드론을 조종하는데 도움을 받을 수 있을 것으로 보인다고 전했다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

아기들의 뇌는 어른들의 생각보다 훨씬 더 발달해 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 시카고대 등의 연구팀이 생후 7개월밖에 안 된 아기들도 ‘기본적인 사회 기술’을 갖고 있다는 것을 발견했다. 이는 이 시기 아기들이 이미 부모 등 다른 사람들이 무엇을 하고 있는지 이해할 수 있다는 것. 이번 연구는 아기들이 다른 사람을 관찰하고 있을 뿐만 아니라 사회적 상호관계를 이해하고 있다는 것을 처음으로 보여줬다. 연구에 참여한 아만다 우드워드 시카고대 연구원은 “이 연구는 아기가 다른 사람을 관찰하고 그가 어떻게 움직이는지 이해하며 움직이는 법을 배우는 것에 직접적인 연관성이 있다는 것을 보여주는 것으로, 아기가 관찰하는 것을 이해한다는 중대한 소식”이라고 말했다. 신경과학자와 발달심리학자가 공동으로 진행한 이번 연구는 유아가 다른 사람의 행동을 관찰할 때의 뇌가 유아의 운동신경에서 명확한 사회적 행동까지의 신경 반응과 직접 연관성이 있다는 것을 처음으로 입증하기 위해 두뇌의 처리 방법을 조사한 것이다. 이번 연구에서는 생후 7개월 된 아기 36명의 뇌 활동을 측정하기 위해 각 아기의 머리에 뇌파기록장치(EEG)가 연결된 모자를 씌운 상태로 각 시험이 진행됐다. 각 실험이 진행되는 동안 아기들은 각자 한 연기자가 두 장난감 중 하나에 손을 뻗는 것을 관찰했다. 그러자 각 아기는 곧바로 두 장난감 중 연기자가 집었던 것과 똑같은 것을 선택했다. 이런 절차는 12차례 반복됐다. 아기들의 뇌 활동으로 연기자의 행동에 아기 자신이 어떻게 반응하는지가 예측됐다. 아기들은 해당 연기자가 두 장난감 중 하나를 집어드는 것을 볼 때마다 뇌와 연결된 운동신경이 점점 증가했고 실제로 계속해서 연기자를 모방했다. 반면 아기들이 연기자를 따라하지 않았을 경우에는 뇌 활동에서 운동신경과 연관성이 있는 반응은 확인할 수 없었다. 이에 대해 이 연구를 이끈 트니 필리피 시카고대 심리학 박사과정 연구원은 “이번 연구는 운동신경의 점증이 유아의 사회적 상호작용 행동에 의존적으로 연결돼 있다는 최초의 증거를 제공한다”면서 “이는 유아가 행동을 입력하는 동안에 일어나는 운동신경의 점증이 이후 사회적 상호작용 행동을 예측할 수 있는 최초의 증거를 제공한다”고 말했다. 테이거-플러스버그 미 보스턴대 심리학과 뇌과학 교수는 이번 연구의 의미에 대해 “아기들이 태어난지 첫해 중반이 될 때까지는 부모 등 사람들이 의도적으로 아기 앞에서 행동을 통해 이해시기기 시작해야 한다는 것을 보여준다”고 평가했다. 근본적으로 연구팀은 이번 연구로 유아의 지능적 사회 행동에 기여하는 신경 과정을 확인할 수 있었다. 그리고 이 연구로 유아의 운동신경 활성화가 다른 사람의 행동을 모방할 뿐만 아니라 다른 사람의 목적을 명백하게 이해하는 것을 예측하는 최초의 증거가 된다는 것을 알아냈다. 한편 이번 연구결과는 미국 심리과학협회(Association for Psychological Science)가 발행하는 상호심사(피어리뷰드) 학술지 ‘심리 과학’(Psychological Science) 12일자에 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

잠을 자는 도중 잠꼬대가 심하거나, 발길질을 하는 등 ‘렘수면행동장애’가 있는 사람은 치매나 파킨슨병을 앓을 가능성이 크다는 연구 결과가 나왔다. 정기영 서울대병원 신경과 교수는 렘수면행동장애가 퇴행성 신경질환의 시발점이 될 수 있다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 최근 대만에서 열린 제1회 아시아 수면학회에서 발표됐다. 사람이 꿈을 꾸면 뇌는 활성화되지만, 팔다리 근육은 일시적으로 마비돼 행동하지 않는다. 그러나 렘수면행동장애가 있으면 꿈을 꾸는 도중에도 근육이 계속 긴장하고 있어 신체 일부를 움직이는 증상을 보인다. 연구팀은 렘수면행동장애 환자 20명과 정상인 10명을 대상으로 수면 전후 뇌파검사를 했다. 연구 결과 특별한 인지장애가 없어도 대뇌 네트워크에 이상이 있는 사람의 뇌파는 치매, 파킨슨병의 초기 단계 증상과 유사하다는 사실이 밝혀졌다. 특히 렘수면행동장애는 50대 남성에게서 많이 발생하는 것으로 나타났다. 대표적인 증상은 폭력적인 꿈을 꾸면서 소리를 지르고, 팔다리를 과격하게 휘젓는 행동이다. 심지어 옆에서 자는 사람을 때리거나 주먹으로 벽을 치기도 한다. 정 교수는 “노년기에 발생하는 렘수면행동장애는 증상 발생 후 5~10년이 지나면 상당수가 치매, 파킨슨병 등 퇴행성 신경질환으로 악화할 수 있다”고 경고했다. 이어 “대뇌 네트워크 이상은 퇴행성 신경질환의 초기 단계일 가능성이 크다”며 “나이 든 사람이 잠버릇이 좋지 않다면 가볍게 여기지 말고 전문의와 상의해 정확한 진단을 받아야 한다”고 권고했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

이세돌과 바둑 인공지능 ‘알파고’가 역사적 대국을 벌인 2016년 3월 9일은 인간 역사에서 매우 중요한 날로 기록될 것이다. 이날은 인간을 향한 인공지능의 본격적인 도전이 시작된 날이기 때문이다. 이 세기의 대국이 열리기 전 이 9단은 5판 전승을 확신했다. 한 판 정도는 실수로 질 수도 있다고 했지만 ‘아무 준비를 하지 않는 게 준비’라는 태도에서 볼 수 있듯이 바둑에서 컴퓨터 따위가 사람을 이길 수는 없다고 봤다. 하지만 결과는 알파고의 완승이었다. 알파고 이전에도 인공지능은 이미 개발돼 사용되고 있었다. 핵심 단어와 수치만 주면 기사를 작성하는 인공지능, 질병을 진단하고 치료법을 제안하는 인공지능, 투자 분석과 상담을 하는 인공지능 등. 하지만 인공지능이 인간 사회 전면에 부상하면서 순식간에 인간에게 위협적인 대상으로 인식된 것은 순전히 알파고 때문이다. 알파고를 보고 사람들의 얼굴이 굳어진 것은 알파고가 더이상 컴퓨터가 아니라는 것을 알아챘기 때문이다. 사실 고급 단계의 인공지능은 기계가 아니라 사람이다. 이런 인공지능은 스스로 학습하며 진화할 수 있다. 인터넷에 접속해 지식을 계속 습득하게 되면 태어난 당시와는 완전히 다른 모습이 될 수도 있다. 이렇게 진화한 고성능 인공지능을 인간이 당해 내기란 분야에 관계없이 사실상 어렵다. 사람들은 철학적 사고, 복잡한 결정이나 감정의 표현, 윤리적 판단 등은 인공지능이 할 수 없을 것이라고 말한다. 하지만 이것은 인간이 가진 오만이다. 인간만이 할 수 있다고 생각하는 이런 복잡한 것들도 사실 생물학적으로 보자면 그저 뇌신경망에서 이루어지는 화학물질의 상호작용이나 다름없다. 그러니 정밀한 알고리즘을 통해 전기회로상에서 전자의 흐름을 제어함으로써 구현하는 것과 본질적으로는 다를 게 전혀 없다. 만일 이런 게 실현된다면 고급 단계의 인공지능은 초인간의 모습이 될 수도 있다. 30년 전의 눈으로 보면 지금의 생물학은 신의 경지다. 동물에서는 수컷 없이도 번식할 수 있고 10만년 전에 멸종한 동물 복제도 가능하다. 자연계상에서는 절대로 일어날 수 없지만 식물과 동물 사이에 유전물질을 교환하는 것도 가능하다. 인간의 신경을 기계 안구에 연결해 시각을 찾을 수도 있고 사지가 마비됐어도 눈의 응시나 뇌파로 기계 작동이 가능하다. 시험관 아기는 이제 거부감조차 없다. 현대 생물학의 시작이 DNA 구조를 밝힌 1953년에 시작됐다고 본다면 불과 70년도 못 돼 이룬 성과다. 생물학 발전도 이런데 30년 후 인공지능이 어떤 수준일지는 말해 뭐하겠는가. 인공지능이 인간에게서 상당수의 일자리를 빼앗아 갈 것이라는 전망에는 이견이 없다. 하지만 중요한 것은 단지 일자리만이 아니라 기본적으로 인간 사회 모든 영역에서 매우 심각한 영향을 미칠 것이라는 점이다. 예컨대 인구문제만 하더라도 저출산을 용인할 수밖에 없을 것이다. 경제는 저성장으로 접어들면서 경제구조마저도 심각한 재편에 직면할 것이다. 알파고에 놀란 기업과 정부가 인공지능 개발을 놓고 무한경쟁을 시작하면서 인공지능은 거부할 수 없는 대세가 됐다. 전반적인 기술 발전 속도와 알파고가 보여 준 수준, 무한경쟁으로 인한 가속도 등을 고려한다면 인공지능의 전면 부상은 생각보다 훨씬 빠를 수 있다. 결국 인공지능이 인간에게 돌이킬 수 없는 위협이 될지, 도구로서의 공존이 될지는 결국 인간 손에 달렸다. 지금부터라도 지혜를 모으고 대비책을 마련해야 한다.

“인류는 몇 광년 떨어진 은하계에서 일어나는 일도 알 수 있고, 원자보다 작은 입자에 대해서도 알고 있지만 우리 두 귀 사이에 존재하는 1.4㎏짜리 물체의 수수께끼는 풀지 못하고 있습니다.” 2013년 4월 미국 버락 오바마 대통령은 과학계의 미개척 분야인 ‘뇌’ 연구에 10년 동안 30억 달러를 투입하겠다는 ‘브레인 이니셔티브’를 발표하며 이렇게 말했다. 이세돌 9단과 구글 인공지능 ‘알파고’ 간 세기의 바둑 대결을 계기로 인공지능과 뇌과학에 대한 대중들의 관심이 한껏 고조되고 있다. 인공지능 같은 컴퓨터 시스템 기술은 인간 최고수를 이길 수준에 도달하는 등 눈부시게 발전하고 있지만, 정작 인공지능이 닮으려 하는 사람의 두뇌에 대한 연구는 아직 걸음마 단계에 있다. ●뇌는 우리 몸속의 ‘작은 우주’ 단단한 두개골 속에 자리잡은 말랑말랑한 순두부 같은 형태의 ‘뇌’는 평균 무게 1.4㎏으로, 몸무게의 2% 정도에 불과한 작은 인체 조직 중 하나다. 그러나 사람의 몸에 들어오는 산소의 15%와 포도당의 50%를 사용하면서 1000억개의 신경세포(뉴런)로 연결돼 1000조개에 이르는 시냅스를 구성하는 ‘작은 우주’다. 뇌 덕분에 사람은 아름다운 예술작품을 창조해 낼 수 있고, 가장 행복했던 순간이 언제인지 기억할 수 있고, 누구랑 친하게 지내야 하고, 어떤 상황을 피해야 하는지를 판단할 수 있다. 이처럼 복잡다단한 뇌를 이해하기 위한 연구는 의학, 약학, 심리학, 생물학, 전자공학, 기계공학, 재료공학, 통신공학, 로보틱스 등 다양한 분야의 학문들이 융·복합된 ‘종합과학’ 형태로 이뤄지고 있다. 단순히 어느 한 분야의 연구만으로는 1000조개에 이르는 조합의 극히 일부분밖에 이해할 수 없기 때문이다. 융·복합 학문인 뇌과학에서 현재 가장 관심이 집중되는 부분은 뇌지도 작성, 뇌·기계 인터페이스(BMI) 기술, 퇴행성 뇌질환 치료 방법 개발 등이다. 결국 인간이 인간다움을 갖고 생명을 영위하고 사망에 이를 수 있도록 건강한 뇌를 유지하도록 돕는 것이 뇌과학의 최종적인 목표인 셈이다. ●뇌 회로도로 건강한 뇌 유지 뇌지도는 1000억개에 이르는 뇌 신경세포가 이를 연결해 주는 수많은 가지들과 어떻게 연결돼 1000조개의 뇌신경계를 만들어 내는지를 한눈에 보여 주는 작업이다. 컴퓨터 서버에 오류가 발생하면 네트워크 지도를 보고 복구 계획을 세우고 전자제품이 고장 나면 회로도를 바탕으로 수리를 하는 것처럼 뇌과학자들은 알츠하이머 같은 퇴행성 뇌질환, 자폐증, 조현병, 우울증 같은 정신과적 질병을 치료하는 데 뇌지도가 긴요하게 쓰일 것으로 보고 있다. 더군다나 정밀한 뇌지도는 ‘딥러닝’ 같은 기계학습 알고리즘의 발전을 가져와 새로운 형태의 인공지능 개발에도 도움을 줄 것으로 기대된다. 2005년 뇌의 모든 구성 요소와 연결구조에 관한 데이터 세트를 의미하는 ‘커넥톰’이란 개념이 제시되면서 연구자들은 자기공명영상(MRI) 기법을 이용해 뇌의 주요 신경다발이 어떻게 연결돼 있는지 영상화하는 ‘휴먼 커넥톰’에 대해 관심을 집중하고 있다. 뇌지도 작성 연구가 활발한 가운데 가장 큰 관건은 지도의 해상도를 높이는 것과 뇌 이미지 데이터를 어떻게 처리하고 보관하고 분석할지에 대한 표준화된 소프트웨어를 개발하는 것이다. BMI 기술은 인간의 뇌를 기계와 연결해 뇌신경 신호를 실시간으로 해석해 활용하거나 외부 정보를 입력하고 변조시켜 인간 능력을 증진시키는 융합기술이다. 현재 BMI는 사고나 질병으로 몸을 움직일 수 없는 환자들을 치료하기 위한 수단으로 개발되고 있다. 생각만으로 휠체어나 인공기관, 마비된 팔과 다리를 대신할 로봇 팔다리를 조종할 수 있게 BMI 기술이 발전하기 위해서는 뇌파의 측정과 분석을 통해 건강한 뇌파를 유지할 수 있도록 조절하는 ‘뉴로 피드백’ 기술의 발전도 함께 가야 한다. ●이달 14~20일은 ‘세계 뇌 주간’ 뇌과학의 연구 성과에 가속도가 붙으면서 우리 ‘뇌’를 똑바로 알자는 연구자들의 움직임도 활발하다. 미국 뇌신경과학 분야 사립연구기관인 DANA재단은 1992년부터 매년 3월 셋째주를 ‘세계 뇌 주간’으로 정해 일반인들에게 뇌 연구의 중요성을 이해시키기 위한 다채로운 행사를 진행하고 있다. 현재 전 세계 60개국이 이 행사에 참여하고 있다. 우리나라도 2002년부터 뇌 주간 행사를 열고 있다. 올해도 한국뇌연구협회 등 6개 기관과 학회가 모여 ‘뇌연구 궁금해요’라는 주제로 이달 20일까지 다양한 공개강연 행사를 갖는다. 차두원 한국과학기술기획평가원(KISTEP) 박사는 “최근 선진국들의 연구 추세를 보면 뇌과학은 단순한 연구과제가 아니라 한 국가의 과학 역량이 총집결된 국가적 프로젝트가 되고 있기 때문에 대중들의 관심을 집중시키기 위한 노력이 병행되고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘헬스IoT’ 국제표준 초안 8월 완성…4년뒤 349조원 부가가치 선점 박차 #1. 이른 새벽 머리에 쓰고 나온 ‘뇌졸중을 예고하는 모자’에 달린 뇌파 감지시스템이 스마트폰으로 결과를 알려 준다. 차가운 금속이 아닌 고무 소재로 된 감지시스템은 착용감도 편안하다. 똑똑한 모자는 하루 24시간 내내 뇌파가 정상인지 뇌졸중 위험이 있는지를 알려 준다. #2. 손목에 찬 시계 화면 아랫부분에 오른 손가락을 댔더니 곧바로 화면에 그래프와 숫자들이 뜬다. 혈압 95·135, 심박수 78, 산소포화도 99%. 혈압이 평소보다 조금 높게 나왔지만 걱정 없다. 미국에 있는 담당 의사에게도 이 숫자들이 실시간으로 공유되기 때문이다. 머지않아 현실이 될 ‘헬스케어 사물인터넷(IoT)’의 모습이다. 삼성전자 직원들로 구성된 C랩(Creative Lab)에서는 ‘뇌졸중을 예고하는 모자’를 한창 개발하고 있다. 스마트폰을 활용, 뇌파를 분석해 뇌졸중 발생 위험을 판별하는 기기를 만드는 것이다. 이미 시제품을 만들었고 지난해 국제전자제품박람회(CES)에서 개념이 소개되기도 했다. 2020년까지 삼성전자는 헬스케어 사업에 1조 2000억원을 투자해 매출 10조원, 고용 9500명을 달성한다는 목표를 세웠다. 스타트업 기업인 휴이노(HUINNO)의 혈압 측정기는 작은 시계 모양 기기로, 버튼을 누르면 곧바로 혈압, 심박수, 산소포화도, 심전도를 측정할 수 있다. 현재 시제품이 나왔고 식품의약품안전처 의료기기 품목 허가 절차를 진행하고 있다. 중소기업인 비비비가 개발한 ‘엘리마크’는 안드로이드 기반의 모바일 체외진단기기다. 혈당, 콜레스테롤, 중성지방, 헤모글로빈 등 당뇨, 패혈증, 빈혈, 고지혈증 관련 50여 가지 항목을 측정하고 웹이나 애플리케이션(앱)을 이용해 데이터를 꾸준히 관리할 수 있다. 헬스케어 시장은 매년 빠르게 성장하고 있다. 글로벌 시장조사업체인 IDC는 헬스케어 시장 규모를 2018년 124억 달러(약 15조 2148억원)로 연평균 10.2% 이상씩 성장할 것으로 내다봤다. 주니퍼리서치도 헬스케어 기능이 접목된 웨어러블 기기 시장이 2020년 200억 달러(약 24조 5400억원)로 급성장할 것으로 전망하고 있다. 국내에서는 한발 앞장서 미래창조과학부 한국전자통신연구원(ETRI)을 중심으로 ‘헬스케어 사물인터넷’의 국제표준 초안을 개발하고 있다. 올해 8월 완성을 목표로 하고 있는 국제표준이 완료되면 다양한 헬스케어 사물인터넷 기기 개발과 응용 개발에 적용할 수 있고 기기들 간 호환이 가능해질 것으로 보인다. 미래부 관계자는 “헬스케어는 제조업과 함께 가장 높은 부가가치를 창출하는 분야”라면서 “2020년까지 2850억 달러(약 349조 7000억원)의 사물인터넷 부가가치 창출 산업으로 성장할 것으로 예상된다”고 말했다. 윤수경 기자 yoon@seoul.co.kr

영국·벨기에 공동 연구진 ‘뇌파 측정’ 실험 제2차 세계대전 당시 유대인 박해의 실무 책임자였던 독일 나치 친위대 장교 아돌프 아이히만(1906~1962)에 대해 들어 본 적 있나. 아이히만은 재판에서 “유대인을 죽이라는 상부의 명령을 충실히 따랐을 뿐 내 책임은 없다”고 주장했지. 그 많은 유대인을 학살한 장본인이 자신의 책임이 없다니 말이 된다고 생각하나.내 소개가 늦었군. 난 미국 예일대 교수 스탠리 밀그램(1933~1984)일세. 난 다른 사람들도 아이히만처럼 ‘명령에 따른 행동에는 책임을 질 필요가 없다’고 생각하는지가 항상 궁금했지. 그래서 1961~1962년 저 유명한 ‘복종 실험’을 수행했지. 나는 실험 참가자들에게 “옆방에서 단어 외우는 훈련을 받는 사람이 있는데, 그가 실수를 할 때마다 버튼을 눌러 전기 충격을 주라”고 지시했지. 참가자들이 버튼을 누를 때마다 학습자는 전기 충격으로 비명을 질렀지. 사실 학습자는 연기자였고 전기 충격도 없었어. 그런데 놀랍게도 참가자들의 3분의2는 학습자가 기절한 시늉을 하더라도 옆에서 내가 버튼을 누르라고 하면 무조건 따르더라구. 이를 통해 다른 사람의 명령에 따를 경우 자신의 행동에 대한 책임감을 거의 느끼지 않는다는 결론을 얻게 됐다네. 여기에서 얻은 결과를 1963년 ‘복종에 관한 행동 연구’라는 논문으로 발표했더니 심리학계가 발칵 뒤집혔지. 결과도 결과지만 실험 과정이 비윤리적이라는 비난이 폭주했어. 그 바람에 미국 정신분석학회 회원 자격이 1년 동안 정지되기도 했지. 그러나 심리학 실험의 윤리적 기준이 강화되는 계기가 되기도 했다네. 윤리 기준 때문에 똑같은 실험을 할 수 없어서 과연 내 실험 결과가 보편성을 갖고 있을까 하는 의문이 있었지. 그러던 중 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 18일자에서 재미있는 논문을 하나 읽었다네. 영국 런던대(UCL)와 벨기에 브뤼셀자유대 공동연구진이 뇌파 측정기를 동원해 내 실험을 재현했더군. 연구팀은 성별에 따른 효과를 피하기 위해 실험 참가자들을 여성으로만 구성해 두 명씩 짝지어 마주 앉게 했어. 한 사람은 행위자, 다른 한 사람은 피해자 역할을 맡도록 한 뒤 실험 책임자가 행위자에게 피해자에게 전기 충격을 주거나 피해자의 돈 5파운드를 받을 수 있는 버튼 중 하나를 누르도록 지시했어. 내 실험과 다른 점은 중간중간에 책임자가 관여하지 않고 자유롭게 버튼을 누를 수 있도록 해 지시를 받았을 때와 그렇지 않았을 때를 비교했다는 것이지. 결과는 나와 같았다네. 특히 뇌파 측정 결과 다른 사람의 명령을 받아서 키를 누를 때는 뇌를 거치지 않고 반사적으로 행동이 이뤄져 그래프가 일직선으로 표시됐다더군. 지시로 타인에게 해를 입힐 경우 뇌는 자신의 행동으로 간주하지 않고 있다는 말이지. 이렇듯 권위에 대한 복종이 도덕이나 윤리보다 앞선다면 인간의 자유의지는 과연 어디에 존재하는 것일까. 궁금하지 않은가. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개는 꿈을 꿀까? 꾼다면 어떤 꿈을 꿀까. 현실적인 꿈부터 비현실적인 꿈까지, 꿈의 영역은 무한하다. 인간은 갑자기 초인적인 힘을 발휘하는 슈퍼히어로가 되거나 동물로 변하는 꿈을 꾸기도 한다. 그렇다면 인간의 가장 오래된 동물 친구인 개는 어떤 꿈을 꿀까? 최근 해외 연구진이 개 역시 꿈을 꾸며 대부분 비현실적인 내용 보다는 매우 현실적인 내용의 꿈을 꾸는 것으로 보인다는 연구결과를 발표했다. 영국 브리티시컬럼비아대학교의 스탠리 코렌 박사는 잠든 개의 REM(rapid eye movement·급속 안구운동) 단계를 체크한 결과, 개들은 보통 잠을 자기 시작한 지 20분 정도 지났을 시점부터 꿈을 꾸는 단계에 들어선다. 얼마나 오랫동안 꿈을 꾸는지는 몸집에 따라 달라진다. 대형견들은 한번 꿈을 꾸면 최대 10분정도 꿈을 꾸는 대신 빈도수가 낮고, 치와와와 같은 소형견은 짧은 꿈을 자주 꾸는 경향이 있다. 평균적으로 2~3분 정도의 짧은 꿈에서 개는 무엇을 볼까. 코렌 박사는 실험을 통해 개가 잠을 자는 동안 호흡이 불규칙해 지거나 근육에 경련이 일어나는 등 사람과 매유 유사한 수면특성을 확인했으며, 잠을 자는 동안의 뇌파 패턴 역시 매우 유사하다는 것을 알게 됐다. 뇌파를 분석한 결과 개는 평소 공원에서 새를 쫓거나 토끼나 차를 따라다니는 행동, 밥을 먹고 낯선 사람을 향해 짖는 행동 등 일상적인 일이 등장하는 꿈을 자주 꾸는 것으로 나타났다. 실제로 연구진이 잠을 자는 동안 행동을 억제하는 역할을 하는 ‘뇌교’(가운데 뇌와 연수 사이의 중추신경 조직)를 잠시 마비시켰을 때, 개들은 꿈속에서 자신이 하고 있는 행동을 그대로 하기 시작했다. 예컨대 개가 공원을 뛰는 꿈을 꾸고 있다 할지라도 뇌교의 역할 때문에 실제로는 움직이지 않고 잠을 자지만, 뇌교의 역할을 마비시키면 수면 중 움직임이 가능해지고, 이때 개가 어떤 꿈을 꾸는지를 알 수 있다는 것. 연구를 이끈 코렌 박사는 “가장 중요한 것은 개가 꿈을 꾼다는 사실뿐만 아니라 개의 뇌가 인간의 뇌와 매우 유사한 역할을 한다는 것”이라면서 “아마도 현재 개의 뇌 기능은 원시시대 인류의 뇌 기능 수준과 같을 것으로 보인다”고 설명했다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

개는 꿈을 꿀까? 꾼다면 어떤 꿈을 꿀까. 현실적인 꿈부터 비현실적인 꿈까지, 꿈의 영역은 무한하다. 인간은 갑자기 초인적인 힘을 발휘하는 슈퍼히어로가 되거나 동물로 변하는 꿈을 꾸기도 한다. 그렇다면 인간의 가장 오래된 동물 친구인 개는 어떤 꿈을 꿀까? 최근 해외 연구진이 개 역시 꿈을 꾸며 대부분 비현실적인 내용 보다는 매우 현실적인 내용의 꿈을 꾸는 것으로 보인다는 연구결과를 발표했다. 영국 브리티시컬럼비아대학교의 스탠리 코렌 박사는 잠든 개의 REM(rapid eye movement·급속 안구운동) 단계를 체크한 결과, 개들은 보통 잠을 자기 시작한 지 20분 정도 지났을 시점부터 꿈을 꾸는 단계에 들어선다. 얼마나 오랫동안 꿈을 꾸는지는 몸집에 따라 달라진다. 대형견들은 한번 꿈을 꾸면 최대 10분정도 꿈을 꾸는 대신 빈도수가 낮고, 치와와와 같은 소형견은 짧은 꿈을 자주 꾸는 경향이 있다. 평균적으로 2~3분 정도의 짧은 꿈에서 개는 무엇을 볼까. 코렌 박사는 실험을 통해 개가 잠을 자는 동안 호흡이 불규칙해 지거나 근육에 경련이 일어나는 등 사람과 매유 유사한 수면특성을 확인했으며, 잠을 자는 동안의 뇌파 패턴 역시 매우 유사하다는 것을 알게 됐다. 뇌파를 분석한 결과 개는 평소 공원에서 새를 쫓거나 토끼나 차를 따라다니는 행동, 밥을 먹고 낯선 사람을 향해 짖는 행동 등 일상적인 일이 등장하는 꿈을 자주 꾸는 것으로 나타났다. 실제로 연구진이 잠을 자는 동안 행동을 억제하는 역할을 하는 ‘뇌교’(가운데 뇌와 연수 사이의 중추신경 조직)를 잠시 마비시켰을 때, 개들은 꿈속에서 자신이 하고 있는 행동을 그대로 하기 시작했다. 예컨대 개가 공원을 뛰는 꿈을 꾸고 있다 할지라도 뇌교의 역할 때문에 실제로는 움직이지 않고 잠을 자지만, 뇌교의 역할을 마비시키면 수면 중 움직임이 가능해지고, 이때 개가 어떤 꿈을 꾸는지를 알 수 있다는 것. 연구를 이끈 코렌 박사는 “가장 중요한 것은 개가 꿈을 꾼다는 사실뿐만 아니라 개의 뇌가 인간의 뇌와 매우 유사한 역할을 한다는 것”이라면서 “아마도 현재 개의 뇌 기능은 원시시대 인류의 뇌 기능 수준과 같을 것으로 보인다”고 설명했다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

개는 꿈을 꿀까? 꾼다면 어떤 꿈을 꿀까. 현실적인 꿈부터 비현실적인 꿈까지, 꿈의 영역은 무한하다. 인간은 갑자기 초인적인 힘을 발휘하는 슈퍼히어로가 되거나 동물로 변하는 꿈을 꾸기도 한다. 그렇다면 인간의 가장 오래된 동물 친구인 개는 어떤 꿈을 꿀까? 최근 해외 연구진이 개 역시 꿈을 꾸며 대부분 비현실적인 내용 보다는 매우 현실적인 내용의 꿈을 꾸는 것으로 보인다는 연구결과를 발표했다. 영국 브리티시컬럼비아대학교의 스탠리 코렌 박사는 잠든 개의 REM(rapid eye movement·급속 안구운동) 단계를 체크한 결과, 개들은 보통 잠을 자기 시작한 지 20분 정도 지났을 시점부터 꿈을 꾸는 단계에 들어선다. 얼마나 오랫동안 꿈을 꾸는지는 몸집에 따라 달라진다. 대형견들은 한번 꿈을 꾸면 최대 10분정도 꿈을 꾸는 대신 빈도수가 낮고, 치와와와 같은 소형견은 짧은 꿈을 자주 꾸는 경향이 있다. 평균적으로 2~3분 정도의 짧은 꿈에서 개는 무엇을 볼까. 코렌 박사는 실험을 통해 개가 잠을 자는 동안 호흡이 불규칙해 지거나 근육에 경련이 일어나는 등 사람과 매유 유사한 수면특성을 확인했으며, 잠을 자는 동안의 뇌파 패턴 역시 매우 유사하다는 것을 알게 됐다. 뇌파를 분석한 결과 개는 평소 공원에서 새를 쫓거나 토끼나 차를 따라다니는 행동, 밥을 먹고 낯선 사람을 향해 짖는 행동 등 일상적인 일이 등장하는 꿈을 자주 꾸는 것으로 나타났다. 실제로 연구진이 잠을 자는 동안 행동을 억제하는 역할을 하는 ‘뇌교’(가운데 뇌와 연수 사이의 중추신경 조직)를 잠시 마비시켰을 때, 개들은 꿈속에서 자신이 하고 있는 행동을 그대로 하기 시작했다. 예컨대 개가 공원을 뛰는 꿈을 꾸고 있다 할지라도 뇌교의 역할 때문에 실제로는 움직이지 않고 잠을 자지만, 뇌교의 역할을 마비시키면 수면 중 움직임이 가능해지고, 이때 개가 어떤 꿈을 꾸는지를 알 수 있다는 것. 연구를 이끈 코렌 박사는 “가장 중요한 것은 개가 꿈을 꾼다는 사실뿐만 아니라 개의 뇌가 인간의 뇌와 매우 유사한 역할을 한다는 것”이라면서 “아마도 현재 개의 뇌 기능은 원시시대 인류의 뇌 기능 수준과 같을 것으로 보인다”고 설명했다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

방학이 다가오면서 사교육 전쟁이 시작되고 있다. 방학 동안 아이의 부족한 학습 능력을 채우고 선행 학습을 시키기 위해서다. 하지만 무조건적인 학습은 오히려 부작용을 낳을 수 있어 주의가 필요하다. 목동아이두한의원 이승협 원장은 “학습이 부진한 데는 여러 가지 이유가 있는데 부모님들은 무조건 학원을 보내는 것이 정답이라고 생각해 학습장애의 조기 치료가 진행되지 못하는 사례가 많다”며 “아이가 단순히 공부하기를 싫어하기 때문이 아니라 뇌신경의 문제나 뇌 기능저하로 나타나는 질환일 수 있다는 점을 인지하고 조속히 치료를 진행해야 한다”고 설명했다. 학습장애는 두뇌의 구조적 결함이나 감각통합이 원활하지 못한 경우 환경적으로 학습경험이 부족하거나 정서장애, 주의력결핍 등으로 나타나기도 한다. 학습장애란 듣기, 말하기, 읽기, 쓰기, 추론, 수학적 계산 등에서 어려움을 보이는 질환이다. 학습장애는 정신지체나 뇌손상 등의 특정한 이유로 나타나는 경우도 있지만 정상 지능을 가진 일반 아이들에게도 최근 많이 나타나고 있다. 무엇인가를 배울 때 가장 기초적인 읽기, 쓰기, 산수 영역에서 어려움을 느낀다면 아이의 학습 장애를 의심해봐야 한다. 흔히 나타나는 증상으로는 아이가 말이 늦거나 발음이 정확하지 않은 경우, 어휘를 배우는 속도가 느리고 기본적인 단어를 혼동하는 경우, 수 개념을 이해하지 못하거나 수학부호를 혼동하는 경우, 한 글자를 일관되게 틀리게 읽거나 쓰는 경우 등으로 다양하다. 아이두한의원 이승협 원장은 “학습장애 또는 학습부진은 뇌 영역의 통합적 문제이기 때문에 뇌 전반의 균형발달에 대해 진단하고 치료해야 한다”며 “뇌의 각 영역들은 유기적으로 연결 돼 있기 때문에 학습장애 치료 시기를 놓치는 경우 전반적인 뇌의 기능이 점점 약해지면서 주의력결핍 및 과잉행동장애(ADHD), 학습장애, 틱장애, 강박증, 분리불안, 정서불안 등 다양한 문제가 동반될 수 있다”고 말했다. 우리의 뇌는 일반적으로 화학작용을 컨트롤하는 C브레인(Chemical)과 신경전달 물질의 소통에 관여하는 E브레인(Electronic), 심리상태와 스트레스를 관장하는 M브레인(Mind)의 세 개 영역으로 구분된다. 전문가들은 근본적으로는 M브레인의 심리적 요인에 의해 학습장애가 촉발되며 이에 따라 전자기적 뇌인 E브레인이 균형을 잃으면서 정보 통합, 분석의 어려움이 발생하게 된다고 본다. 이는 화학적 뇌인 C브레인 발달에도 영향을 미쳐 신경전달물질 간의 균형이 깨지거나 스트레스 호르몬인 코티졸을 과다하게 분비시켜 학습장애 증상을 악화시킨다. 이 때문에 효과적인 학습장애 또는 학습부진 치료를 위해서는 ‘CEM 브레인 검사/치료법’이 필요하다. ‘CEM 브레인 검사/치료법’은 각 뇌영역의 전문화된 검사와 치료를 통해 아이에게 부족한 부분을 진단하고 통합적으로 치료할 수 있어 최근에 주목 받고 있는 치료법이다. 신경전달물질인 도파민의 균형을 찾기 위한 C브레인 치료를 위해 산소치료, 청정 약재를 사용한 일대일 맞춤한약, 맞춤영양치료가 진행된다. 또 기저핵 활성화를 위해 뇌균형운동치료, 신경학적 카이로프랙틱, 감각운동 통합훈련, 뇌파컨트롤 통합훈련, 청지각 통합훈련등의 E브레인 치료가 이뤄지며 미술치료, 상담치료, NLP 행동변화 심리치료 등의 M브레인 치료를 통해 아이의 안정감을 높여주고 스트레스를 낮춰준다. 목동아이두한의원 이승협 원장은 “CEM 브레인 검사/치료법이 신뢰를 받는 이유는 단순히 일시적인 호전에 그치지 않고 외부 환경 변화와 상관없이 지속적으로 증상이 호전된다는 점에 있다”며 “무엇보다 개개인의 아이들에게 맞는 처방과 치료가 이뤄지기 때문에 증상 개선이 보다 구체적이고 효율적으로 진행된다”고 설명했다. 또한 치료를 위해서는 부모님의 노력도 중요하다. 아이와의 관계에서 신뢰성을 갖도록 해야 하고 학업에 대한 스트레스를 과도하게 주는 것도 금물이다. 이승협 원장은 “학습장애는 자기 비하 및 자존감 상실 등의 정서적인 문제나 2차적인 질환까지 동반할 수 있기 때문에 되도록 조기에 치료 받는 것이 중요하다”며 “성장기에 받은 정신적 스트레스는 성인이 된 후에도 영향을 미칠 수 있는 만큼 부모님이 지속적으로 관심과 사랑을 쏟아주는 노력이 무엇보다 필요하다”고 설명했다. 한편 목동 아이두한의원 이승협 원장(사진)은 산업통상자원부가 후원하는 ‘2015소비자신뢰 대표브랜드 대상’에서 브레인치료 부분 대상을 수상했으며, 현재 한美 전정신경장애협회 정회원(VEDA), 美 이명협회 정회원(ATA), 대한한방신경정신과학회 회원으로 활동하고 있다. 또한 목동 지역에서 ADHD(주의력결핍 과잉행동장애), 학습장애, 전반적 발달장애 및 성장장애, 틱장애, 소아와 성인 신경장애에 대해 한의학과 기능신경학을 접목하는 통합의학치료에 주력하고 있다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

누군가가 자신을 지켜보고 있다는 생각은 사람을 긴장하게 만든다. 운동선수와 음악가는 물론 심지어 시험을 치르는 일반인들조차 수행 능력이 떨어질 수 있다. 왜 우리는 불안감을 느낄 때 실수를 하곤 하는 것일까. 영국 서식스대 요시 미치코 박사 등이 참여한 국제 연구진은 최근 ‘기능적 자기공명영상’(fMRI) 장치를 사용해 일반인들에게 실험한 결과, 특정 작업을 수행할 때 실수의 원인이 되는 정확한 뇌 위치를 찾아냈다고 밝혔다. 20일(현지시간) 세계적 학술지 네이처(Nature) 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재된 이번 연구에서는 참가자들에게 정확한 양의 힘을 가해 물체를 잡는 작업을 수행하도록 하고 그들의 뇌 활동을 관찰했다. 참가자들에게는 자신들의 작업 수행을 평가하는 것처럼 보이는 두 사람의 모습이 담긴 영상을 보여줬다. 이후 한 차례 더 진행한 실험에서는 자신이 아닌 다른 참가자를 평가하는 것으로 보이는 같은 두 사람의 영상을 보여줬다. 그 결과, 참가자들은 자신이 관찰되고 있다고 생각될 때 더 불안함을 느끼는 것으로 나타났다. 또한 참가자들은 미처 인식하지 못했지만 불안함을 느낄 때 물체를 더 세게 잡은 것으로 확인됐다. 뇌 스캔 결과에서는 누군가가 자신을 보고 있다고 느꼈을 때, ‘하부 두정엽 피질’(IPC)이라는 뇌 영역이 비활성화되는 것으로 나타났다. 즉, 평가자의 시선을 의식하는 순간, 자신의 감각을 스스로 제어하지 못했음을 확인시켜줬다. 사람의 감각 기능을 제어하는 데 도움을 주는 부위로 알려진 하부 두정엽 피질은 ‘후부상측두구’(pSTS)라는 또 다른 뇌 영역과 함께 ‘동작-관찰 네트워크’(action-observation network) 형성에 작용한다. 동작-관찰 네트워크는 ‘정신화’(mentalisation) 과정과도 연관성이 있다. 이는 타인의 행동이 어떤 감정과 의도에서 나온 것인지 이해하는 능력이 형성되는 과정을 말한다. 이런 정신화 과정에 관련한 정보를 후부상측두구(pSTS)가 하부 두정엽 피질(IPC)에 전달해 적절한 운동 동작을 생성하는 것이라고 연구진은 설명했다. 이에 대해 요시 박사는 “당신이 음악가라면 공연할 때 당신은 청중이 당신과 당신의 연주를 어떻게 느낄지 걱정하는 경향을 가질 수 있다”면서 “따라서 우리는 동작-관찰 네트워크가 수행 불안(performance anxiety)과 관련이 있다는 것을 깨달았다”고 말했다. 그는 “청중이 당신을 지원하고 당신의 성공적인 작업 수행을 원하고 있다고 믿는 것이 중요하다”고 말했다. 이런 믿음을 강화하기 위해 당신은 때때로 당신을 지지하는 사람들 앞에서 작업을 수행하는 기회를 가져야만 한다. 예를 들어, 한 음악가가 실제 대중 공연을 하기 전에 가족이나 가까운 친구들 앞에서 하면 나중에 더 많은 박수를 받는다. 이런 경험은 당신이 자기 뇌에 바람직한 활성 패턴을 유도하는 것은 물론 자신감을 향상하는 데도 도움이 될 것이다. 요시 박사는 수행 불안이 극심한 사람들에게 원하는 동작을 활성화할 수 있는 ‘경두개 자기자극치료술’(TMS)과 ‘경두개 직류자극치료술’(tDCS) 등 뇌 자극 기술을 시행한 결과 상당한 발전이 있었다고 설명했다. 이와 함께 다양한 형태의 뇌파를 이용해 사람들이 스스로 뇌 활동을 제어할 수 있도록 하는 생기능자기조절(뉴로피드백) 훈련도 있다고 덧붙였다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

누군가가 자신을 지켜보고 있다는 생각은 사람을 긴장하게 만든다. 운동선수와 음악가는 물론 심지어 시험을 치르는 일반인들조차 수행 능력이 떨어질 수 있다. 왜 우리는 불안감을 느낄 때 실수를 하곤 하는 것일까. 영국 서식스대 요시 미치코 박사 등이 참여한 국제 연구진은 최근 ‘기능적 자기공명영상’(fMRI) 장치를 사용해 일반인들에게 실험한 결과, 특정 작업을 수행할 때 실수의 원인이 되는 정확한 뇌 위치를 찾아냈다고 밝혔다. 20일(현지시간) 세계적 학술지 네이처(Nature) 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재된 이번 연구에서는 참가자들에게 정확한 양의 힘을 가해 물체를 잡는 작업을 수행하도록 하고 그들의 뇌 활동을 관찰했다. 참가자들에게는 자신들의 작업 수행을 평가하는 것처럼 보이는 두 사람의 모습이 담긴 영상을 보여줬다. 이후 한 차례 더 진행한 실험에서는 자신이 아닌 다른 참가자를 평가하는 것으로 보이는 같은 두 사람의 영상을 보여줬다. 그 결과, 참가자들은 자신이 관찰되고 있다고 생각될 때 더 불안함을 느끼는 것으로 나타났다. 또한 참가자들은 미처 인식하지 못했지만 불안함을 느낄 때 물체를 더 세게 잡은 것으로 확인됐다. 뇌 스캔 결과에서는 누군가가 자신을 보고 있다고 느꼈을 때, ‘하부 두정엽 피질’(IPC)이라는 뇌 영역이 비활성화되는 것으로 나타났다. 즉, 평가자의 시선을 의식하는 순간, 자신의 감각을 스스로 제어하지 못했음을 확인시켜줬다. 사람의 감각 기능을 제어하는 데 도움을 주는 부위로 알려진 하부 두정엽 피질은 ‘후부상측두구’(pSTS)라는 또 다른 뇌 영역과 함께 ‘동작-관찰 네트워크’(action-observation network) 형성에 작용한다. 동작-관찰 네트워크는 ‘정신화’(mentalisation) 과정과도 연관성이 있다. 이는 타인의 행동이 어떤 감정과 의도에서 나온 것인지 이해하는 능력이 형성되는 과정을 말한다. 이런 정신화 과정에 관련한 정보를 후부상측두구(pSTS)가 하부 두정엽 피질(IPC)에 전달해 적절한 운동 동작을 생성하는 것이라고 연구진은 설명했다. 이에 대해 요시 박사는 “당신이 음악가라면 공연할 때 당신은 청중이 당신과 당신의 연주를 어떻게 느낄지 걱정하는 경향을 가질 수 있다”면서 “따라서 우리는 동작-관찰 네트워크가 수행 불안(performance anxiety)과 관련이 있다는 것을 깨달았다”고 말했다. 그는 “청중이 당신을 지원하고 당신의 성공적인 작업 수행을 원하고 있다고 믿는 것이 중요하다”고 말했다. 이런 믿음을 강화하기 위해 당신은 때때로 당신을 지지하는 사람들 앞에서 작업을 수행하는 기회를 가져야만 한다. 예를 들어, 한 음악가가 실제 대중 공연을 하기 전에 가족이나 가까운 친구들 앞에서 하면 나중에 더 많은 박수를 받는다. 이런 경험은 당신이 자기 뇌에 바람직한 활성 패턴을 유도하는 것은 물론 자신감을 향상하는 데도 도움이 될 것이다. 요시 박사는 수행 불안이 극심한 사람들에게 원하는 동작을 활성화할 수 있는 ‘경두개 자기자극치료술’(TMS)과 ‘경두개 직류자극치료술’(tDCS) 등 뇌 자극 기술을 시행한 결과 상당한 발전이 있었다고 설명했다. 이와 함께 다양한 형태의 뇌파를 이용해 사람들이 스스로 뇌 활동을 제어할 수 있도록 하는 생기능자기조절(뉴로피드백) 훈련도 있다고 덧붙였다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국이 ‘킬러 로봇 전쟁’에 본격적으로 뛰어들었다. 지난 14일(현지시간) 미국에서 열린 국가안보 포럼에 참가한 미 국방부 부장관 로버트 워크는 러시아와 중국이 이미 전투용 AI 개발 분야에서 앞서나가고 있다며 이같이 밝혔다. 워크 부장관은 “중국군은 로봇기술 및 자동화기술을 활발히 연구하고 있으며, 러시아 또한 최근 전장에 로봇 병사를 배치하기 위해 노력 중이라고 밝힌 바 있다”며 “특히 발레리 게라시모프 러시아군 총참모장은 ‘가까운 미래에 독립적으로 군사작전을 수행할 수 있는 로봇 병력이 등장할 것’이라고 말했다”고 전했다. 하지만 전투용 AI 병기의 개발이 종국에는 인류를 위협할 수 있다는 현실적 과제와 함께 윤리적 문제 또한 여전히 남아 있다. 지난 7월 세계적 물리학자 스티븐 호킹, 테슬라 CEO인 엘론 머스크, 언어학자 노엄 촘스키 등 세계 유명 석학 및 공학자 1000명은 이른바 ‘킬러 로봇’, 즉 자율적 판단으로 인명을 살상할 수 있는 인공지능(AI)의 개발을 반대하는 공동서한을 발표한 바 있다. 킬러로봇을 둘러싸고 늘 제기되는 윤리적 논제, 즉 ‘인공지능으로 하여금 자율적 판단에 의해 인간을 사살하도록 허용해도 되는가’라는 질문에 대해서 워크 부장관은 “우리는 살상력 사용 여부를 결국 인간이 결정해야만 한다고 강력히 믿는다”면서도 “그러나 로봇을 이용한 신속한 공격이 가해질 경우 이에 대한 방어는 마찬가지로 로봇으로 이루어져야 한다”고 전했다. 그렇다면 미군을 긴장하게 만드는 중국과 러시아군의 로봇기술은 얼마나 ‘실전배치’에 근접해 있을까? 군사 전문지 디펜스 원의 보도에 따르면 최근 러시아는 실제로 군사용 로봇기술에 있어 유념할만한 행보를 보이고 있다. 단적인 예로 지난 해 3월 러시아 전략미사일부대는 인간의 개입 없이 표적을 선택하고 파괴할 수 있는 보초병 로봇을 미사일기지 5곳에 배치하겠다는 계획을 발표했다. 또한 러시아 유력 군수업체 우랄바곤자보드(Uralvagonzavod, 이하 UVZ) 전무이사 뱌체슬레이 칼리토프 또한 향후 2년 이내에 UVZ가 전투로봇 시제품을 선보일 예정이라고 밝히기도 했다. 지난 10월 칼리토프는 “1년 6개월에서 2년 사이에 (전투로봇) 시제품이 공개될 것”이라며 “우리 기업은 점차적으로 유인(有人)장비 개발을 축소하고 무인장비 기술 개발로 이행하고 있는 상황”이라고 전했다. 중국군의 경우 중국 국방과학기술대학(NUDT)의 주도로 ‘뇌파조종’ 로봇을 개발하는 등 로봇을 통한 군사력 증강에 빠르게 다가서는 중이다. 중국군은 뇌파를 통해 원격으로 장비를 제어할 수 있는 이 기술을 향후 군용 병기 운용 등에 활용해 전장에서의 병력손실을 줄이겠다는 포부를 드러낸 바 있다. 이날 워크 부장관은 미군이 경쟁국가들 뿐만 아니라 미국 내 사설업체들과의 AI개발 경쟁에서도 뒤처지는 상황이라는 점을 인정했다. 워크는 “사설 기업들은 벌써 전투용 AI기술을 확보한 상태”라며 “미군은 이들 기업부터 따라잡아야 한다”고 말했다. 워크 부장관에 따르면 미군은 앞으로 사이버전 또한 AI들에 의존할 전망이다. 워크는 “인공지능 기술을 이용한 사이버 공격에 인간의 대응속도로는 불충분하다”며 “학습능력을 탑재한 인공지능을 통해 이러한 유형의 공격에 대응하도록 해야 할 것”이라고 전했다. 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

2002년 개봉한 스티븐 스필버그 감독의 SF영화 ‘마이너리티 리포트’에는 다양한 생체인식 기술이 등장한다. 소형 감시로봇이 홍채를 통해 신분을 확인하고 거리를 지날 때 주변 폐쇄회로(CC)TV가 홍채와 얼굴 윤곽 인식을 해 맞춤형 광고를 제공하는 장면이 나온다. 최근 금융과 정보기술(IT)을 결합한 핀테크 시장이 열리면서 생체인식 기술이 주목받고 있다. 스마트폰으로 결제를 하고 인터넷뱅킹을 온라인으로 이용할 때 본인 확인과 개인 정보 보안은 중요한 문제이기 때문이다. 생체인식 기술은 자동화 장치를 이용해 지문이나 홍채, 망막, 정맥, 손금, 얼굴 윤곽은 물론 목소리, 필체, 체형, 걸음걸이 등 인간의 다양한 신체적, 행동적 특성을 측정해 개인 식별 및 인증의 수단으로 활용하는 것을 말한다. 지금까지는 아이디(ID)와 비밀번호, 공인인증서, 일회용 패스워드(OTP) 카드 등을 인증 수단으로 많이 사용하고 있지만 도난, 분실, 망각 등 문제 때문에 보안성이 높다고 보기 어렵다. 반면 생체인식은 사용자 본인의 고유한 특질을 이용하기 때문에 도난, 분실, 위조의 위험이 없으며 보안성도 상당히 높다는 평가를 받고 있다. 생체인식 기술은 2000년대 중반 이후부터 국경 관리나 공항 출입통제 시스템 같은 군사적 보안이나 치안 문제 이외의 영역으로 확대되는 추세다. PC 보안, 휴대전화 사용자 인식, 콘텐츠 거래 인증, 차량 운전자 인식 등은 물론 신종플루 같은 감염병 검역에도 얼굴 인식 등 생체인식 기술이 활용되고 있다. 생체인식 기술을 이용하기 위해서는 모든 사람이 가지고 있어야 할 것, 사람마다 달라야 할 것, 시간의 변화에 크게 영향을 받지 않아야 할 것 등 3가지 요소가 필요하다. 다양한 인식 기술 중 현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 것은 지문 인증과 정맥 인증이다. 지문과 정맥 인식은 손가락이나 손등을 인식기에 대는 것만으로도 높은 정밀도로 개개인을 구분해 낼 수 있다는 장점이 있다. 지문 인식을 활용하는 기관이나 기업 역시 다른 생체인식 기술 기기보다 설치비가 상대적으로 저렴하다. 실제로 지문 인식은 생체인식 시장의 30% 이상을 점유하면서 관련 시장을 선도하고 있다. 얼굴 인식 기술은 대상이 측정기기에 직접 접촉할 필요가 없이 어느 정도 떨어진 위치에서 측정할 수 있으며 일정 수준 이상의 해상도를 가진 카메라만 있으면 실현 가능하다는 장점이 있다. 얼굴 인식 시스템은 전통적으로 범죄자의 식별 같은 감시 및 보안 영역에서 많이 활용되고 있다. 휴대용 단말기를 이용해 범죄 용의자를 탐지하거나 몽타주 사진 자료와 CCTV를 이용한 인물 검색으로 잠재적 범죄자를 검색하고 추적하는 데 활용할 수 있는 것이다. 현재도 전국 공항과 항만에 안면 인식 시스템이 설치돼 범죄 전력을 가진 외국인 사진과 입국자 사진기록 등을 대조해 범죄자를 골라내는 데 쓰고 있다. 기업은 이 시스템을 활용해 영화 ‘마이너리티 리포트’에 나오는 것처럼 소비자의 얼굴 정보를 확인하고 스마트폰이나 스마트TV에 맞춤형 광고를 내보내는 등 신규 비즈니스 창출 기회를 찾고 있다. 또 자동차업계는 운전자 얼굴을 인식해 졸음운전을 할 경우 경고음을 내보내는 시스템을 개발하기도 했다. 그렇지만 카메라를 정면으로 응시하지 않거나 안경, 가발 등을 쓰고 있을 때는 오류가 발생할 가능성이 크다는 한계가 있다. 눈의 중심부에 위치한 동공을 통해 전달되는 빛을 조절하는 홍채를 이용한 인식 기술은 가장 빠르게 성장하고 있는 생체인식 분야다. 1960년대 초 홍채정보가 지문처럼 개개인을 식별할 수 있는 ‘눈의 지문’으로 밝혀진 뒤 1987년 미국에서 원천특허를 등록해 갖고 있다. 홍채정보가 유사할 확률은 5억명당 1명꼴로 개인별 차이가 크다. 실제로 홍채는 출생 뒤 3세 이전에 모두 형성되고 완성된 후 평생 변하지 않는 것으로 알려져 있다. 더군다나 유전정보와 무관하게 일란성쌍둥이도 서로 다르며 동일인도 왼쪽과 오른쪽의 홍채정보가 다르다. 그렇지만 홍채 인식 시스템은 지문 인식 기기보다 10배 이상 비싸고 장치가 커서 설치와 관리가 어렵다는 단점이 있다. 또 홍채를 기기에 댔을 때 지문만큼 빠르게 홍채를 인식하지 못한다는 문제점도 있다. 이 밖에도 과학계에서는 뇌파를 이용해 개인 인증을 하는 방법도 연구하고 있다. 그러나 현재 기술로 뇌파를 측정하기 위해서는 머리에 전극을 꽂거나 접촉시켜야 한다는 문제점 때문에 실용화까지는 긴 시간이 걸릴 것으로 예상된다. 전문가들은 “생체정보 활용에 따른 개인의 거부감 해소와 생체정보 이용과 관리의 투명성 확보가 관련 기술 대중화의 핵심”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr