사람이 자신의 손이나 몸을 '내 것'이라고 느끼는 감각은 뇌의 특정 리듬에 의해 조절된다는 연구 결과가 나왔다. 스웨덴 카롤린스카 연구소(Karolinska Institutet) 연구팀은 성인 106명을 대상으로 뇌파와 감각 인식을 분석해, 뇌의 알파파(alpha wave) 활동이 신체 소유감 형성에 핵심 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구는 우리가 어떻게 몸과 외부 세계를 구분하는지에 대한 뇌의 기본 작동 원리를 설명한다는 점에서 주목된다.
연구팀은 행동 실험, 뇌파(EEG) 측정, 비침습적 뇌 자극, 컴퓨터 모델링 등 다양한 방식을 활용해 연구를 진행했다. 특히 행동 실험으로는 참가자들에게 가짜 손을 자신의 신체로 인식하게 만드는 '고무 손 착각(Rubber Hand Illusion)' 실험을 진행했다. 이는 진짜 손을 가린 채 눈앞에 놓인 고무손과 진짜 손에 동시에 붓질 같은 자극을 줄 경우, 참가자가 고무손을 자신의 신체 일부로 느끼게 되는 현상을 이용한 실험이다.
분석 결과, 감각 정보를 처리하는 뇌의 두정엽에서 발생하는 '알파파'의 속도가 신체 소유감의 정확도를 결정하는 핵심 요인으로 나타났다. 알파파 주파수가 빠른 참가자들은 시각과 촉각 사이의 미세한 시간 차이를 더 잘 감지해 신체 소유감을 명확히 느꼈다. 반면, 주파수가 느린 참가자들은 서로 어긋난 감각 자극도 하나로 묶어 인식하는 경향이 나타나 자아와 외부 환경의 경계가 흐려지는 경향을 보였다.
또한 연구팀이 전기 자극을 통해 알파파의 속도를 인위적으로 조절하자, 참가자들의 신체 소유감 인식 정확도가 변하는 인과관계가 확인되었다. 이는 알파파가 단순히 뇌의 활동 결과가 아니라, 감각 정보의 타이밍을 평가하고 '내 몸'이라는 경험을 형성하는 데 직접적인 기능을 수행함을 의미한다. 연구팀은 이 원리가 향후 더욱 정교한 의수(의족) 개발이나 실감 나는 가상현실(VR) 경험을 구현하는 데 기여할 것으로 전망했다.
연구의 제1저자인 마리아노 당젤로(Mariano D'Angelo) 연구원은 "이번 연구는 사람이 지속적으로 '내가 내 몸 안에 있다'고 느끼게 만드는 뇌의 기본 메커니즘을 규명한 것"이라며 "이는 자기 인식이 흐려지는 조현병 같은 정신질환을 이해하는 데도 단서가 될 수 있다"고 설명했다.
이번 연구 결과(Spectral speed in the parietal cortex determines the temporal resolution of body ownership: 두정엽의 스펙트럼 속도가 신체 소유감의 시간적 해상도를 결정한다)는 1월 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 게재됐다.
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