시각과 상상, 뇌는 같은 신경세포 썼다…'공유 암호' 첫 규명

우리가 무언가를 상상할 때와 실제로 눈으로 볼 때, 뇌 속 동일한 신경세포가 활성화된다는 사실이 처음으로 규명됐다.

15일(현지시간) 미국 시더스 사이나이 메디컬 센터 연구팀은 시각적 인지와 심상 생성이 동일한 신경 코드를 공유하는 메커니즘을 발견했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '사이언스(Science)'에 게재됐다.

연구팀은 뇌전증 진단을 위해 뇌에 전극을 일시적으로 삽입한 성인 환자 16명을 대상으로 실험을 진행했다. 참가자들은 얼굴과 사물 이미지를 본 뒤, 기억에 의존해 해당 이미지를 상상하도록 요청받았다.

연구팀은 이 과정에서 참가자들의 뇌 '방추상회'에 있는 수백 개 단일 뉴런의 전기적 활동을 기록했다. 방추상회는 얼굴 인식 등 고차원적인 시각 처리에 핵심적인 역할을 하는 뇌 영역이다.

분석 결과, 이미지를 볼 때 시각 반응성 뉴런의 80%가 특정 신경 코드를 보이며 활성화됐다. 놀랍게도, 이미지를 상상할 때는 이 뉴런 중 약 40%가 동일한 코드를 사용하며 다시 활성화되는 패턴을 보였다.

연구의 제1 저자인 바룬 와디아 박사는 "인공지능(AI)을 활용해 뉴런의 코딩 방식을 이해하고, 생성형 AI로 만든 새로운 이미지에 대한 뇌의 반응을 예측해 해당 코드를 검증했다"고 설명했다.

이번 연구를 이끈 우엘리 루티샤우저 교수는 "뇌는 과거 무언가를 보는 데 사용했던 뇌세포를 재활성화함으로써 정신적 이미지를 만들어낸다"며 "우리 연구는 이미지 재창조에 사용되는 암호를 밝혀낸 것"이라고 말했다.

연구팀은 이번 발견이 외상 후 스트레스 장애(PTSD)나 강박장애(OCD)처럼 통제 불가능한 생생한 심상과 관련된 정신 질환의 새로운 치료법 개발로 이어질 수 있을 것으로 기대했다.