사비오 칼럼

고등학생도 두뇌와 뇌파 연구를 할 수 있는 공상과학소설 시대

By James H. Choi
http://Korean.SabioAcademy.com
원문출처

과학경시대회 연구 주제로도 유망

우주의 신비는 많지만 그 중 가장 신비한 것 중에 하나가 우리 모두 다 가지고 있고 하루 24시간 사용하고 있는 두뇌이다.  이집트 시대에는 두뇌의 기능이 무엇인지 몰라 미이라를 만들 때 두뇌는 빼서 버렸고 Aristotle은 두뇌가 피를 식혀주는 냉각장치로 생각했지만 이제는 두뇌가 생각을 하는 기관이라는 것을 누가나 다 알고 있다.

전에는 전쟁, 사고 등으로 두뇌의 일부분이 파괴가 되면 따라 오는 변화를 관찰하여 그 부분이 어떤 기능을 가지고 있었다는 것을 짐작했지만 이제는 측정 기기의 발달로 살아있는 두뇌의 내부를 안전하게 관찰하여 두뇌가 언제 무엇을 어떻게 하고 있는지 밝혀지기 시작 했다.

심지어는 두뇌의 어떤 부분이 종교에 관련되는지도 알게 되어 가고 있어서 현대에는 예뻐지기 위해 성형 수술을 받듯 장래에는 독실한 종교인이 되기 위해 두뇌 수술을 받는 시대가 도래할지도 모른다.

이렇듯 최근에 들어서야 신비가 밝혀지기 시작한 두뇌는 앞으로 무궁무진한 연구의 가능성을 가지고 있다.

살아있는 사람의 뇌 내부를 들여다 보고 활동을 측정할 수 있는 방법은 크게 나누어 MRI, CT, SPECT, PET, EEG 가 있다.  이중 SPECT와 PET는 방사능 물질을 주사해야 하는 필요가 있어 다급한 환자가 아니면 건강한 사람에게는 해서는 안되는 방법이다.  CT 역시 X-ray라서 반드시 필요하지 않으면 사용해서는 안되는 방법이다.

MRI는 자기장을 사용하기 때문에 인체에 안전한데 기계가 크고 수백만불을 호가 하여 고등학생들이 연구하기 위해 사용하기 적절치 않다.  EEG는 수 만 불을 호가 했지만 웬만한 신경학자의 진료실에 비치가 되어 있는 뇌파를 측정하는 기구이다.  EEG는 인간이 자연적으로 만들어 내는 뇌파를 측정하는 것이기 때문에 인체에 아무런 영향을 주지 않는 두뇌 기능 측정 방법이다.

한데 최근 이 몇 만 불의 EEG 측정 기계의 가격이 붕괴되면서 몇 백불의 기계가 등장하기 시작했다.  현재로는 장난감 같은 수준이고 이것으로 과학연구를 했다고 주장을 할 수는 없는데 그래도 뇌파를 제대로 측정할 수 있고 그 자료를 분석할 수 있기 때문에 그 측정 자료를 가지고 hypothesis를 생각하기에는 충분하고 첫 단계의 실험도 가능하다.  이 기계를 점검해 본 신경학자의 말씀으로는 이 몇 백 불의 뇌파 측정 기계로 무엇인가를 발견/발명 했으면 그 실험을 다시 의학계에서 인정하는 몇 만불 가격의 정식 뇌파 측정 기계에서 반복해서 입증을 하면 되니 염려말고 실험을 해 보라는 것이다.  아래 비디오는 그 몇 백불 대 가격의 기계 중의 하나의 작동 시범이다.  여기에서 구입할 수 있다.

위의 비디오의 6분 53초 부분을 보면 뇌파를 실시간으로 읽는 장면이 나오는데 보는 것도 신기하지만 더 신비한 것은 나도 내 사무실에 앉아 바로 같은 기구로 내 두뇌의 활동을 측정 하고 있는 것이다.  충격적인 것은 고등학생도 게임 머신의 가격으로 이 기계를 구입하여 자유자재로 사용할 수 있다는 것이다.  이 비디오에 나오는 두뇌의 각 부분의 활동 상태를 색상으로 보여주는 장면도 내가 사무실에 앉아 내 자신의 두뇌를 대상으로 수시로 해 보는 실험이다.  (내 두뇌의 활동이 별로 없다고 나와 더 활동이 나타날 때까지 한 없이 시도하고 있다.  측정을 반복할 때마다 “오기지수”만 올라가고 있다.)
물론 뇌파를 읽는 다고 그 뜻을 이해할 수 있고 연구를 할 수 있는 것은 아니다.  나 자신도 자료는 자유 자재로 다루고 온 갓 그래프를 그려보지만 정작 의미는 몰라 신경학에 대해 배우고 있고 신경학자에게 자문을 받고 있다.  하지만 이런 기구가 나와 있고 소유도 할 수 있게 되었으니 앞으로 Brain Doctor 가 되겠다고 희망하는 학생이나 인간의 감정을 이해하는 소프트웨어를 만들겠다고 기염을 토하는 학생 모두 미래를 오늘부터 손에 넣어 만들어 가기 시작할 수 있는 것이다.

그리고 아직 시중에 나오지 않은 (사이트도 공개되지 않았다) 비슷한 가격의 실험 단계의 EEG 측정 기계도 있으니 앞으로 10년 후면 EEG를 측정하는 것은 체온을 측정하는 것 만큼 보편화가 되지 않을까도 생각된다.  (참고로 내가 기 기계의 Beta tester 가 되어 여러대를 기증 받아 내 연구 단계의 학생 마다 하나씩 이 기계를 가지고 있다.  조만간 두뇌의 기능을 측정하고 콘트롤까지 하는 실험을 시작하여 그 결과를 제작 회사에 알리고 연구 발표, 과학경시대호 진출도 시도 할 것이다.)

EEG 측정 기계의 가격은 싸졌지만 보편화는 되지 않은 이 과도기 10년 사이에 기회를 포착하여 이 신비한 두뇌의 연구를 하면 과학 경시대회 수상 가능성도 높지만 무엇 보다도 집에 앉아 첨단의 의학 연구를 할 기회가 생긴다는 꿈같은 동기부여의 기회를 포착하는 것이다.  아직 새로운 분야라 “수학을 잘 하는 학생의 뇌파의 특성”으로 시작하여 “이중 언어를 구사하는 학생의 두뇌의 차이”등 연구 주제의 가능성은 무궁무진하다.

혼자 이리 저리 연구를 해 보는 것은 물론 혼자 할 수 있지만 과학 경시대회에서 인정을 받는 두뇌 연구를 하고 싶은 학생은 주제 선택, 실험 방법 결정에 신경학자의 멘토링을 받아야 한다.  전혀 알지 못하는 신경학자에게 가서 멘토링을 부탁하면 성사될 가능성이 희박한데 연줄을 통해 하는 신경학자를 소개 받고 학생이 EEG machine을 소유하고 있고 직접 측정할 수 있다는 것을 강조하고 방문하여 자신의 기계로 측정하는 모습도 보여주고 (아직 이 기계에 대하 모르는 신경학자가 대부분이라 신기해 할 것이다) 멘토가 되어주십사 하고 간곡한 부탁하면 1. 이런 기계를 사용할 줄 아는 신통한 학생이고 2. 고등학생이 신경학에 도전한다는 것이 기특하고 3. 학생이 실험실 와서 기계 고장내지 않을 것이라는 안도감에 멘토링을 승락할 가능성이 5% 정도로는 올라 가리라 짐작된다.  5%라고 실망할 필요 없는 것이 스무명 찾아가 부탁하면 한군데가 나타난다는 뜻이니 7전8기가 아닌 19전20기의 투혼의 정신이 필요하다.

관심이 있는 학생을 위해 어떤 모델과 어떤 소프트 웨어를 구입해야 자신의 연구를 할 수 있는지는 8월 내로 뉴스레터로 보내드릴 것이다.  섣불리 구입하면 필요없는 기능을 비싸게 구입하거나 연구에 사용할 수 없는 싼 장난감을 구입하게 되니 제가 직접 실수를 해 보고 권하는 것으로 구입하시는 것이 가장 확실하겠다.   뉴스레터가 올 때까지 학생들은 사돈의 팔촌의 선후배까지 망을 넓혀 멘토링을 해 줄 신경학자를 물색해야 하겠다.