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전두엽 뇌활동 계측과 응용

전문가 제언: ○ 비침습 뇌기능 계측기는 신경과학, 의료용 진단, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI: Brain Computer Interface) 분야에서 특히 유용하게 사용되고 있다. 현재까지 이러한 목적으로 사용되고 있는 장치로는 EEG(뇌파), MEG, PET, fMRI, 그리고 신경세포 활동 시에 증가하는 산소소모량을 적외선을 이용하여 검출하는 NIRS 등이 있다. 이들 장치의 공통적인 목적은 신경흥분의 위치 추적이며, 이는 사고과정에 따른 뇌 신경위치 추적이 중요해졌기 때문이다.

○ EEG는 대뇌피질의 활동상태를 나타내는 전위변동으로서 오래 전부터 이용되어 왔으며, 임상의학분야에서는 뇌종양의 검사나 수면의 깊이검사, 그리고 간질의 모니터링 등에 이용되고 있다. 한편으로 NIRS믐 뇌의 혈액량이나 혈중의 산소화 헤모글로빈(Hemoglobin) 량(oxy Hb), 탈산소화 헤모글로빈 량(deoxy Hb) 및 이들의 합계량인 총 헤모글로빈 량(total Hb)을 비침습적으로 계측하는 수법이다.

○ 미국 California 주립대학 버클리(UC Berkeley)의 새로운 연구에 의하면 기억과 집중력에 있어서 정상적인 일을 수행해야 할 경우에는 손상되지 않은 뇌의 부분이 그 기능을 대신한다고 한다. 이러한 연구결과는 기억이 한 부분에만 저장되는 것이 아니라 뇌의 여러 부분에 분포되어 저장된 한 부분이 손상되면 다른 부분이 이것을 보상한다는 가설을 지지하고 있다. UC Berkeley의 Helen Wills 신경과학연구소의 Bradley Voytek은 “이것은 특정부분을 말하는 것이 아니라 전체적인 네트워크에 대한 것으로 기억을 지지하는 역할을 한다”고 말하였다.

○ 앞으로 한국과학기술계가 집중해야 할 가장 유망한 기술로 선정된 BMI 또는 BCI 기술은 뇌파를 통해 뇌 활동을 감지하여 생각을 모니터에 표시하는 방법, 특정 생각을 할 때 뇌에서 일어나는 혈류의 변화를 기능적 MRI 신호로 검출하여 컴퓨터와 연동시키는 방법 등의 연구에 집중 투자해야 할 것이다. 우리나라 KAIST에서는 뇌기반 인간기능 시스템(인공두뇌) 개발을 위해 뇌기능을 계측 영상화할 수 있는 신기술을 개발하고, 뇌기능 영상 시스템 운영을 통해 협동 연구기관과의 유대를 강화하고 있다.

저자: Tohru Yagi
자료유형: 학술정보