이스트 앵글리아 대학교(University of East Anglia)의 연구원들은 우리의 뇌가 소리와 촉각의 감각을 처리하는 방식에 대해 중요한 발견을 했습니다.
오늘 발표된 새로운 연구는 뇌의 다양한 감각 시스템이 어떻게 모두 밀접하게 상호 연결되어 있는지를 보여줍니다. 즉, 접촉에 반응하는 영역은 물체를 만지는 것과 관련된 특정 소리를 들을 때도 관련됩니다.
그들은 뇌의 이러한 영역이 공이 튀는 소리와 같은 소리를 듣는 것과 키보드를 치는 소리를 듣는 것의 차이를 알 수 있다는 것을 발견했습니다.
뇌 기능의 이 핵심 영역을 이해하는 것이 미래에 신경다양성 환자나 정신분열증 또는 불안증과 같은 질환을 앓고 있는 사람들에게 도움이 될 수 있기를 바랍니다. 그리고 이는 뇌에서 영감을 받은 컴퓨팅과 AI의 발전으로 이어질 수 있습니다.
수석 연구원인 UEA 심리학과의 프레이저 스미스(Fraser Smith) 박사는 다음과 같이 말했습니다. “우리는 공이 튀는 소리와 같은 익숙한 소리를 들으면 특정 물체를 볼 것으로 기대하게 된다는 것을 알고 있습니다. 그러나 우리가 발견한 것은 그것이 뇌가 그 물체를 만지고 상호작용하는 느낌을 표현하도록 유도한다는 것입니다.
“이러한 기대는 뇌가 감각 정보를 보다 효율적으로 처리하는 데 도움이 될 수 있습니다.”
연구팀은 MRI 스캐너를 사용하여 뇌 영상 데이터를 수집했으며, 참가자 10명은 공을 튀기거나, 문을 두드리거나, 종이를 부수거나, 키보드를 치는 등 물체와 상호 작용하여 생성되는 소리를 들었습니다.
기능적 MRI(fMRI)라는 특수 영상 기술을 사용하여 뇌 전체의 뇌 활동을 측정했습니다.
그들은 정교한 기계 학습 분석 기술을 사용하여 뇌의 가장 초기 접촉 영역(일차 체성 감각 피질)에서 생성된 활동이 다양한 유형의 물체 상호 작용(공 튕기기, 키보드 입력)에 의해 생성된 소리를 구분할 수 있는지 여부를 테스트했습니다.
그들은 또한 이 뇌 영역에서 모든 소리가 구별될 수 있다는 것을 배제하기 위해 청력 테스트에 사용된 것과 유사한 제어 소리에 대한 유사한 분석을 수행했습니다.
케리 베일리(Kerri Bailey) 연구원은 “우리 연구에 따르면 물체를 만질 때만 반응한다고 생각했던 뇌의 일부가 물체를 만지는 것과 관련된 특정 소리를 들을 때도 관여한다는 사실이 밝혀졌습니다.
“이것은 이러한 뇌 영역의 핵심 역할이 현재 이용 가능한 감각 흐름으로부터 우리가 다음에 경험할 수 있는 것을 예측하는 것이라는 생각을 뒷받침합니다.
Smith 박사는 다음과 같이 덧붙였습니다. “우리의 발견은 신경과학자들이 전통적으로 감각 뇌 영역의 작동을 이해하는 방식에 도전하고 뇌의 다양한 감각 시스템이 실제로 모두 매우 상호 연결되어 있음을 보여줍니다.
“우리의 가정은 예측 처리라고 불리는 뇌 기능의 핵심 이론에 따라 소리가 미래에 사물과 상호 작용하는 데 도움이 되는 예측을 제공한다는 것입니다.
“뇌 기능의 이러한 주요 메커니즘을 이해하면 정신분열증, 자폐증 또는 불안과 같은 정신 건강 상태에 대한 강력한 통찰력을 얻을 수 있으며, 또한 뇌에서 영감을 받은 컴퓨팅 및 AI의 발전으로 이어질 수 있습니다.”
이 연구는 UEA가 Aix-Marseille University(프랑스) 및 Maastricht University(네덜란드)의 연구원들과 협력하여 주도했습니다.
저널 참고자료: Kerri Bailey, Bruno Giordano, Amanda Kaas, Fraser Smith. 일차 체성 감각 피질에서 손과 물체의 상호 작용을 묘사하는 소리를 디코딩합니다. 대뇌 피질(승인/보도 중), 2022 [abstract]
