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실시간 fMRI를 이용한 뇌 활동 연구

전문가 제언: ○ 실시간기능 MRI(real-time functional Magnetic Resonance Imaging)는 사람의 생각과 감정의 근저가 되고 변화하는 두뇌의 생리적 과정을 비침습적으로(non-invasive) 관찰할 기회를 제공한다. 최근에는 rtfMRI를 이용하여 실시간으로 두뇌와 인식기능 사이의 관계를 조사하고 비침습적으로 두뇌 기능 제어에 대한 연구가 증가하고 있다. MRI는 방사능을 이용하는 PET(Position Emission Tomography)나 SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)에 비하여 해상도가 뛰어나서 두뇌연구에 많이 사용된다.

○ 패턴분류(pattern classification) 방법은 특정한 두뇌상태를 표현하는 참고(reference) 패턴과 다른 시간에 얻은 두뇌의 활성화 패턴을 비교하여 두뇌의 각 분분의 생리적 과정에 관한 정보를 해독한다. 또한 패턴분류의 출력은 학습을 통하여 뇌의 활동 패턴을 제어하는데 사용될 수 있다.

○ 실시간 fRMI을 사용하여 somatomotor 피질(cortex), PPA (Parahippocampal Place Area), 편도선(amygdala), 청각 피질, 섬(insular) 피질, ACC 등의 뇌 영역에서 인지적 운동, 촉각, 시각적 인식, 청각, 감정, 통증 등을 의지적으로 제어가 가능하였다. 현재 뇌졸중, 자폐증, 알츠하이머 등 뇌질환 진단에 관한 연구가 수행 중이다.

○ 실시간 MRI를 이용한 BMI(Brain Machine Interface) 기술 개발도 활발하다. 일본의 혼다 연구소는 뇌의 기능(혈액순환)을 실시간으로 감지하여 근육의 음직임을 로봇을 통하여 재현하는 기술을 개발하였다. 가까운 장래에 생각으로 로봇이나 휠체어를 제어하거나, 말하지 않고 생각으로 대화가 가능한 장치가 가능할 것이다.

○ 실시간 fMRI은 뇌의 기능을 이해하고 뇌질환 치료 등에 이용하는 긍정적인 효과가 있는 반면, 뇌의 기능을 조작하거나 부당한 접근으로 인하여 발생하는 윤리적 문제도 제기되고 있다.

저자: R. C. deCharms
자료유형: 학술정보