3명의 뇌 연결해 생각 공유…'성공적'
3명의 뇌 연결해 생각 공유…'성공적'
  • 함예솔
  • 승인 2018.10.16 11:20
  • 조회수 27322
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영화 '마이너리티 리포트'(2002)  속 한 장면. 출처: 유튜브/Movieclips Classic Trailers
영화 '마이너리티 리포트(2002)' 속 한 장면. 출처: 유튜브/Movieclips Classic Trailers

최근 출판 전의 논문을 수집하는 웹사이트인 아카이브(arXiv)에는 3명의 뇌를 연결해 생각을 공유하게 만드는데 성공했다는 흥미로운 연구가 게재됐는데요. 대체 이 과학자들은 어떻게 사람들의 뇌를 연결해 생각을 공유하게 만든 걸까요? 

 

'안내 섬광(phosphene)'이라는 시각적 환상

 

사실, 이번 연구를 진행한 워싱턴대학 및 카네기멜론대학 연구팀은 2015년에도 서로 1.5km 떨어진 공간에 있는 피실험자 2명의 뇌를 연결하는데 성공한 바 있는데요. 당시 실험은 피실험자가 서로에 대해 20가지의 질문을 던지게 한 후 'yes' or 'no'의 대답을 선택할 수 있도록 설계된 스무고개 같은 게임이었습니다.

 

예를 들어, 한 쪽의 피실험자가 강아지, 안경 등의 물건들을 생각하면 질문자는 '그것은 동물입니까?'라는 질문을 던지게 되고 상대편은 예, 아니오 버튼을 통해 질문에 답을 했습니다. 그러면, 질문자의 화면에는 답에 해당하는 LED 표시등이 켜졌습니다.

 

이를 집중해 보게 되면 질문자는 '안내 섬광(phosphene)'이라는 시각적 환상을 통해 답변이 yes인지 no인지 인지할 수 있었습니다. 참고로 안내 섬광이란 안구를 손가락으로 누를 때 빛이 느껴지는 경험과 같이 외부의 빛 자극 없이 발생하는 빛의 감각입니다. 이 실험은 당시 72%의 정확도를 보였습니다. 

 

테트리스 게임. 출처: fotolia
테트리스 게임. 출처: fotolia

이번 연구 실험은 3명씩 구성된 5개의 팀으로 짜였는데 EEG 전극에 연결돼 있는 두 명의 송신자가 테트리스 스타일의 게임을 하도록 요청 받았습니다. 그리고 이때 떨어지는 각 블록을 회전시켜야 할지 말지에 대해 결정을 내려야했습니다.

 

참고로 EEG는 뇌의 활동을 보여주는 전기 자극의 기록인 뇌파도(EEGs)입니다. 그리고 그들의 화면 양쪽에는 두 개의 깜빡이는 LED가 장착돼 있었습니다. 그 중 하나는 15Hz에서 깜박이는 것이었고 다른 쪽 하나는 17Hz에서 깜박이도록 돼 있었습니다. 그리고 이 신호를 통해 뇌에 들어온 신호를 EEG 장치가 감지해습니다. 

 

뇌파야 전해져라. 출처: fotolia
뇌파야 전해져라. 출처: fotolia

이 선택은 나머지 한 명의 수신자에게 경두개자기자극법(TMS) 모자를 통해 전송됐는데, 이 장치는 자기장을 사용해 뉴런을 자극해 수신자에게 '안내 섬광(phosphene)'이라는 시각적 환상을 볼 수 있게 했습니다. 이로써 수신자는 전체 게임영역을 볼 수는 없었지만, 이 섬광 신호에 따라 테트리스 게임의 떨어지는 블록의 회전여부를 결정할 수 있었습니다. 그리고 실험 결과 평균 정확도가 81.25%를 기록했습니다.

 

연구팀은 이 새로운 시스템에 'BrainNet'라 이름 붙였고, 이 시스템을 통해 웹에서 여러 사람의 마음을 연결시켰습니다. 이 방법은 여러 사람의 뇌를 연결시켜 협동적으로 문제를 풀 수 있도록 만든 최초의 비침습적(non-invasive)인 방법이라고 설명합니다.

 

연구팀은 "이 인터페이스를 통해 세 명의 피실험자가 직접적인 뇌와 뇌를 연결한 의사소통을 통해 공동의 작업을 하고 과제를 해결할 수 있었다"고 전했습니다. 덧붙여 연구팀은 현재 시스템은 하나의 비트(혹은 플래시) 데이터만 전송할 수 있지만, 향후 이러한 설정을 확장할 수 있을 것이라고 합니다. 

 

미래에는 뇌와 뇌를 소셜네트워크 시키는 것만으로 생각 공유 가능해질까? 출처: fotolia
미래에는 생각 공유가 가능해질까. 시험 만점ㄱㄱ? 출처: fotolia

한편, 이번 연구는 아직 신경과학 공동체에 의해 피어리뷰가 이뤄지지 않아 완전히 신뢰할 만한 단계라고 볼 수는 없습니다. 하지만 이번 연구 결과를 통해 뇌의 소셜 네트워크만으로도 인간이 협력적 문제를 해결할 가능성을 보였다는 점에서 의미가 있다고 할 수 있겠네요. 

 


##참고자료##


Linxing Jiang et al, BrainNet: A Multi-Person Brain-to-Brain Interface for Direct Collaboration Between Brains, arXiv.org, 2018. 


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