[한국기술뉴스] 성균관대학교 글로벌바이오메디컬공학과 우충완 교수 연구팀이 최근 기능자기공명뇌영상(fMRI)을 이용한 실험을 통해 인간의 생각 흐름을 모델링하고 개인의 우울과 불안 수준을 예측할 수 있는 연구 결과를 발표하였다.

생각과 의식의 자연스러운 흐름이 뇌 신경세포들의 자발적 활성화 메커니즘과 관련되어 있을 것이라는 추측이 있었지만 이를 직접적으로 밝히기에는 많은 어려움이 존재하였다. 특히 자유로운 생각의 흐름에 대해 정량적으로 접근할 수 있는 연구 방법론이 부족한 것이 주요 문제였다.

이를 극복하기 위해 우충완 교수 연구팀은 애리조나 대학의 제시카 앤드류즈해나(Jessica Andrews-Hanna) 교수와 공동연구를 통해 기능자기공명뇌영상(fMRI)을 촬영하면서 동시에 자유로운 생각의 흐름을 연구할 수 있는 자유연상 과제를 개발하였다.

자유연상 기법은 이미 150여 년 전부터 심리학, 정신과학 연구 등에 사용해왔지만 결과에 대한 분석과 해석이 정량적이지 못하다는 비판으로 현대 과학에서는 주목받지 못했었다. 하지만 최근 인공지능, 자연어처리 등의 계산과학적 분석방법론이 발전하면서 자유연상에 대한 관심이 다시 증가하고 있다. 우충완 교수 연구팀은 60명 이상의 피험자를 대상으로 한 자유연상 fMRI 실험을 통해 생각의 흐름 패턴을 모델링하고 이를 통해 개인의 우울과 불안 수준을 예측할 수 있음을 밝혀냈다. 또한 단어들의 의미를 생각하는 동안 나타나는 뇌활성화 패턴을 분석하여 자신과 관련된 생각을 하고 있는지 또는 긍정적 혹은 부정적인 생각을 하고 있는지 등에 대해 예측할 수 있었다. 특히 이러한 뇌활성화 패턴은 자기 자신과 관련된 생각을 할 때 다른 사람과는 다른 개인 고유의 특징을 나타낸다는 사실을 밝혔다.

이번 연구를 이끈 우충완 교수는 “이 연구는 자유연상이 개인 내면의 생각과 감정을 드러내는 매우 효과적인 도구라는 사실을 과학적으로 보여주었다는 데 의의가 있다”며 “특히 인공지능, 자연어처리 등 현대 계산과학의 렌즈를 통해 역사 속 오랜 아이디어를 바라보면 인간에 대한 새로운 통찰과 임상적으로도 유용한 방법론을 얻을 수 있다”고 말하며 과학기술과 인문학의 통섭을 강조하였다.

제1저자인 김별 박사과정생(다트머스 대학)은 “본 연구는 언어와 감정, 뇌 활성화, 생리반응을 통해 자연스러운 생각의 여러 측면을 탐구함으로써 인간의 심리를 입체적으로 분석한 독특하고 특별한 연구”라고 연구 소감을 밝혔다.