[LAB을 찾아서]뇌 활동 패턴에 '생각의 흐름' 읽어낸다…우충완 성균관대 교수 연구팀

우충완 성균관대학교 글로벌바이오메디컬공학과 교수 연구팀이 미국 연구진과 공동으로 연구해 뇌 활동 패턴에서 직접 생각의 내용과 감정을 읽어내는 모델을 개발했다.

우충완 성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수(오른쪽)와 김홍지 박사과정생.[사진제공=성균관대]

우리의 뇌는 한순간도 쉬지 않고 활동한다. 이러한 뇌의 활동은 우리에게 ‘생각’으로 나타난다. 자연스러운 생각의 흐름은 무작위적으로 느껴질 수 있지만 대부분은 감정이 담겨 있고 자기와 관련돼 있거나 내적 욕구·목표 등을 반영할 때가 많다. 그래서 생각의 흐름에 담긴 내용과 감정 상태는 개인 성격 및 인지 특성, 정신 건강 등을 알려주는 중요한 지표가 될 수 있다.

하지만 생각의 흐름은 의식의 제약 없이 자발적으로 발생하기에 사람들에게 지금 무슨 생각을 하는지 물어보는 것만으로도 생각하던 내용을 바꿀 수 있어 연구에는 어려움이 있었다.

연구팀은 기능성자기공명영상(fMRI) 데이터와 기계학습 알고리즘을 이용해 생각의 두 가지 주요 축인 ‘자기관련도’와 ‘긍정·부정 정서’를 예측하는 모델을 개발했다. 연구 참가자들과의 일대일 인터뷰를 통해 다양한 내용과 감정이 담긴 개인 맞춤형 이야기 자극을 만든 뒤 참가자들이 MRI 기기 안에서 자기 이야기를 읽는 동안 뇌 활동 패턴을 분석하는 방식으로 만들었다.

이렇게 개발한 예측 모델은 참가자 생각을 성공적으로 디코딩했을 뿐만 아니라 추가로 테스트한 199명의 자연스러운 생각 흐름도 성공적으로 예측했다.

우 교수는 "많은 연구진이 뇌에서 생각을 디코딩하기 위해 시도하고 있지만 그 안에 담긴 내밀한 감정을 읽어내려는 연구를 진행한 그룹은 거의 없었다"며 "인간의 감정을 오랫동안 연구해온 우리 연구팀은 자발적인 생각의 흐름 속에 담긴 감정을 읽어냄으로써 정신 건강에 도움이 되는 정보를 얻고자 한다"고 말했다.

이번 연구 결과는 세계적 학술지인 미국 국립과학원 회보(PNAS, IF 11.1)에 게재됐다.

심성아 기자 heart@asiae.co.kr