두뇌에 전류 자극 가하면 수학 잘할까?

뇌에 약한 전류 자극을 주는 방법으로 수학능력을 향상시킬 수 있는지를 알아보는 흥미로운 실험이 진행되고 있다.

월스트리트저널(WSJ)은 경두개전기자극이라는 새로운 뇌자극술이 수학 개념에 대한 이해와 학습을 향상시킬 수 있는지를 확인하기 위해 영국 옥스퍼드대학 연구진이 성인 및 8-10세 아동을 대상으로 연구를 진행하고 있다고 12일 보도했다.

지난 1938년 개발된 전기충격요법은 환자를 좀비같은 존재로 만드는 심한 부작용을 보였지만 그동안 크게 개선돼 이제는 다른 치료법에 반응하지 않는 주우울증 등의 치료에 적합한 것으로 간주되고 있으며 심부뇌자극을 비롯한 다수의 뇌자극술도 새로 개발됐다.

이중 심부뇌자극기의 경우 파킨슨 환자의 손떨림 치료용으로 미 규제당국의 승인을 받았으며 만성 통증, 강박장애 치료용으로도 사용될 수 있는지를 계속 검토하고 있다.

이번 연구를 진행중인 로이 코언 카도쉬는 경두개전기자극이라는 새로운 뇌자극술이 지속적으로 가능성을 보여줄 경우 21세기 새로운 치료법이 될 가능성이 있다고 말했다.

그가 연구하는 수학장애(dyscalculia)를 가진 환자는 인구의 6%를 차지하며 이들은 일상생활에서 전화번호를 기억하지 못하거나 계산서를 이해하지 못해 지장을 받을 수 있다.

카도쉬는 앞서 이스라엘 벤구리온 대학원 재학시절 강한 전류를 유발하는 경두개자기자극술을 실험했다.

그 결과 인지능력에 중요한 것으로 알려진 뇌의 영역을 일시적으로 비활성화시킬 수 있었다.

경두개자기자극술로 두정엽을 자극하면 수학을 잘하는 박사과정 학생들의 기본적인 수학능력도 수학장애를 가진 환자와 같은 수준으로 떨어진다는 것을 발견했으며 반대로 다른 자극을 통해 수학능력을 향상시킬 수도 있을 것으로 생각했다.

그후 옥스퍼드대학 박사후 연구과정을 밟으면서 경두개자기자극술의 경우 발생하는 전류가 너무 강해 실험에 부적합하다고 판단, 경두개전기자극술을 실험에 적용하기 시작했다.

카도쉬와 연구진은 경두개전기자극이 수학에 어려움이 없는 어른들의 다양한 수학 학습 속도를 높이는데 유용한 것으로 보인다는 일련의 연구를 수행했으며 수학에 어려움을 겪는 사람들로부터도 같은 결과를 얻었다.

실험 참가자들은 매주 매일같이 30분간의 자극 및 학습 훈련을 받았는데 이제는 8-10세의 어린이를 대상으로 실험을 확대했다.

뉴런은 자극을 통해 점화되면 정보를 전달하는데 이것이 학습을 촉진하며 경두개전기자극은 뉴런의 점화점을 낮추는 작용을 하면서 학습과 기업에 관련된 신경화학물질에도 변화를 초래하는 것으로 보인다.

그러나 지금까지의 결과는 개인별로 편차가 심했다.

카도쉬와 연구진은 수학장애 환자 1명은 수학능력이 크게 개선된 반면 다른 1명은 그러지 못했다는 연구결과를 과학전문지 '프런티어스 인 휴먼 뉴로사이언스' 1월호에 발표했다.

카도쉬는 "분명한 것은 이 기술을 시도하는 사람은 뇌에 대한 자극 외에도 훈련이 필요하다"면서 "그렇지 않으면 운동선수가 의자에 앉아 스테로이드 만을 복용하는 것과 같다"고 지적했다.