November 22,2017

뇌 스캔해 상대방 꿈을 읽는다

꿈 내용 분석하면 불면증 및 악몽 치료도 가능

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최근 상영됐던 영화 ‘루시드드림(Lucid Dream)’에서는 주인공이 자각몽(自覺夢)인 상태에서 상대방의 꿈속으로 들어가는 내용이 나온다. 아들을 납치해 간 범인의 꿈속으로 들어가 아들의 행방을 추적한다는 것이 영화의 핵심줄거리다.

이보다 앞서 지난 2010년에 개봉하며 공전의 히트를 기록했던 ‘인셉션(Inception)’의 경우는 여기서 한발 더 나아간다. 타인의 꿈속으로 들어가는 것에 만족치 않고, 아예 상대방의 꿈을 새롭게 디자인하는 수준까지 다루는 것.

타인의 꿈속에 들어갈 준비를 하고 있는 주인공 ⓒ 루시드드림홈페이지

타인의 꿈속에 들어갈 준비를 하고 있는 주인공 ⓒ 루시드드림홈페이지

그야말로 SF 영화에서나 등장할 법한 소재이지만, 그렇다고 완전히 허무맹랑한 이야기도 아니다. 최근 미국에서 발표된 연구결과를 고려하면 영화 속 가정이 현실로 다가올 날이 그리 멀지 않은 것으로 보인다.

첨단기술 정보 포털인 싱귤래리티허브(Singularity Hub)는 미국의 과학자들이 간단한 뇌 스캔을 통해 상대방의 꿈을 읽어낼 수 있는 신경과학 기술을 개발 중이라고 보도하면서, 뇌파를 모니터링 할 수 있는 알고리즘이 핵심기술이라고 밝혔다. (관련 기사 링크)

꿈 꾸는 행위는 렘수면보다 핫스팟이 더 큰 영향

지난 수십 년 동안 과학자들은 꿈을 꾸는 행위가 일명 ‘렘수면’이라 불리는 급속안구운동수면(REM) 시간 동안 대부분 일어난다고 생각했다. 렘수면이란 깨어 있는 상황에 가까운 얕은 수면을 가리키는 것으로서, 이 과정동안 ‘안구가 빠른 운동(Rapid Eye Movement)’을 한다고 해서 렘이라는 이름이 붙여졌다.

일반적인 성인의 렘수면 비율은 총 수면의 약 20~25%로서, 시간으로 따지면 약 90~120분 정도를 렘수면 시간이라 볼 수 있다.

반면에 렘수면 중에만 꿈을 꾸는 것은 아니라는 내용들의 연구결과도 발표된 바 있다. 일부 연구결과에 따르면 뇌가 저주파활동의 지배를 받고 있는 비렘수면 시간 동안에도 꿈을 꾸고 있는 신호를 발견한 것으로 나타났다.

그런데 이 같은 주장들에 대해 미 위스콘신대의 연구진은 꿈을 꾸는 과정이 렘수면이나 비렘수면에 달려 있다기 보다는, 뇌의 ‘핫스팟(hot spot)’이 더 중요한 영향을 미친다는 새로운 이론을 제시하여 주목을 끌고 있다.

비렘수면 상황에서 경험을 했을 때의 뇌 상태(A)와 경험이 없을 때의 뇌 상태(B) ⓒ wisconsin.edu

비렘수면 상황에서 경험을 했을 때의 뇌 상태(A)와 경험이 없을 때의 뇌 상태(B) ⓒ wisconsin.edu

‘네이처뉴로사이언스(Nature Neuroscience)’ 최근호에 실린 논문에는 뇌의 후두부에 위치하면서 뇌파와 관련된 활동패턴이 일어나는 핫스팟이 꿈을 꾸는 행위와 직결되는 부위라는 내용이 포함되어 있다.

연구진은 우선 32명의 참가자들을 대상으로 뇌파를 기록하면서 밤사이에 임의의 간격을 두고 잠에서 깨도록 했다. 연구진은 잠에서 깬 참가자들에게 꿈을 꾸고 있었는지, 꿈을 꿨다면 그 내용이 무엇이었는지를 질문했다.

그 결과 연구진은 지금까지 꿈과 관련이 있다고 생각했던 렘수면의 활동을 관찰하지 않고, 뇌의 뒷부분에 형성되어 있는 ‘핫스팟’에서 일정한 패턴이 발생한다는 것을 확인했다. 또한 꿈의 발생 정도가 클수록 더 역동적인 활동을 나타낸다는 점이었다.

이번 프로젝트의 책임자이자 위스콘신대 교수로 재직하고 있는 프란세스카 시클라리(Francesca Siclari) 박사는 “핫 스팟에서 나타나는 꿈과 저주파 뇌파 사이의 강한 상관관계를 추적하면 수면 중인 사람이 꿈을 꾸고 있는지 아니면 그냥 잠들어 있는지를 91%의 정확도로 예측할 수 있다”라고 주장했다.

꿈 내용 분석하여 불면증 및 악몽을 꾸는 원인 파악

위스콘신대 연구진은 꿈을 꿀 때 우리의 두뇌가 어떻게 행동하는지를 조사하기 위하여 ‘꿈 신호(dream signature) 시스템’을 사용했다.

꿈 신호 시스템은 원래 렘수면 상황에서 얼마나 많은 꿈을 꾸는지를 파악하기 위해 개발됐다. 그러나 실험을 진행하면서 렘수면이 아닐 때도 얼마나 많은 꿈을 꾸는지를 밝혀낼 수 있었다. 참가자 7명을 대상으로 모니터링을 하면서 렘수면이 아닌 상태에서도 71%가 꿈꾸는 것을 발견한 것.

하지만 꿈 신호 시스템의 진정한 가치는 이를 통해 꿈의 내용을 대략적으로 분석할 수 있다는 점이라는 것이 시클라리 박사의 설명이다. 그녀는 “핫스팟에는 시각적 정보와 청각적 를 처리하는 영역이 있는 것으로 추정된다”라고 소개하며 “이는 마치 깨어 있을 때 시각과 청각을 인식하는 것과 동일한 과정”이라고 언급했다.

꿈을 꿀 때 우리의 두뇌가 어떻게 행동하는지를 조사하기 위하여 ‘꿈 신호 시스템’을 사용했다.  ⓒ wisconsin.edu

꿈을 꿀 때 우리의 두뇌가 어떻게 행동하는지를 조사하기 위하여 ‘꿈 신호 시스템’을 사용했다. ⓒ wisconsin.edu

연구진은 뇌파 기록을 통해 실험 참가자들이 꿨던 꿈의 내용을 읽을 수 있는지를 연구했다. 그 결과 꿈속에서 이야기를 했던 참가자들은 언어와 관련된 뇌 영역에서 뇌파 활동성이 높은 것으로 나타났고, 사람을 만났던 꿈을 꾸었던 사람들은 이미지를 인식하는 뇌 영역이 활성화된다는 점을 확인했다.

이 같은 결과에 대해 시클라리 박사는 “꿈꾸는 뇌와 깨어 있는 뇌는 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 유사하다”라고 강조하며 “꿈은 반드시 지각(知覺)적인 것이 아니라, 어떤 경우에는 깨어있을 때 머릿속을 맴도는 생각처럼 추상적일 수도 있다는 것이 우리의 결론”이라고 주장했다.

현재 연구진은 이번 연구결과가 의료분야에 사용될 것으로 기대하고 있다. 꿈의 내용을 분석할 수 있다면 불면증에 시달리거나 악몽을 자주 꾸는 사람들의 꿈을 분석하여 치료 가능성의 길을 제시해줄 수 있다는 것이다.

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