DARPA가 학습 능력을 40% 향상시켜주는 뇌 장치를 공개!

미국 국방 고등 연구 계획국(DARPA)이 학습 능력을 40% 향상시켜주는 뇌 장치를 공개했습니다.

현재는 원숭이를 이용한 실험 단계에 있지만, 미래에는 인간의 기능을 개편할 수 있는 저렴하고 비 침습적인 방법이 될 것이라고 합니다.

모자형 기기를 통해 장착작의 뇌를 전류로 자극

이 기기는 비 침습적(몸에 상처를 주지 않고 인체의 항상성을 무너뜨리지 않는) 모자 형 기기로, 이를 착용한 사용자의 뇌를 전류로 자극할 수 있다고 합니다.

개발한 곳은 미국 캘리포니아 주 HRL 연구소(HRL Laboratories), 뉴욕 소테릭스 메디컬(Soterix Medical), 캐나다 몬트리올 맥길 대학의 연구팀입니다.

실험은 마카크라는 원숭이과의 동물을 대상으로 진행되었으며, 비침습적인 방법으로 경두개에 직류 전기 자극(tDCS)을 실시했습니다.

또한 전두전 피질을 자극한 후 연상적 학습 기반 과제를 수행했습니다.

이 원숭이가 보상을 얻으려면 시각적 단서와 위치의 관련성을 배울 필요가 있었습니다.

실험에서 학습 속도가 40% 향상되는 것이 판명

"Current Biology"에 실린 논문에 따르면, tDCS를 받지 않은 마카크들은 보상을 얻기 위해 22번 도전할 필요가 있었습니다.

그러나 tDCS 장치를 장착한 마카크들은 12차례의 시도만으로 보상을 얻을 수 있었으며, 이를 통해 학습 속도가 40% 향상된다는 결과를 얻게 되었습니다.

전두전피질은 수 많은 실행 기능(의사 결정, 인지 제어, 문맥 기억 등)을 관장하는 영역으로, 다른 피질의 거의 모든 기능과 관계가 있습니다.

따라서 이곳을 자극하면 그 효과가 다른 영역에도 전해지게 됩니다.

전류의 자극이 뇌의 다양한 영역과의 결합을 변화시킨다.

결과는 전류의 의한 자극이 신경의 발화 비율을 변화시켰다기 보다는, 뇌의 다양한 영역과의 결합을 변화시킨 것으로 나타났습니다.

마카크의 능력을 향상시킨 것은 이 결합의 변화입니다.

멀리 떨어진 뇌 영역의 결합이 고주파 대역에서 증가하고 저주파 대역에서 감소했던 것이 학습 능력 개선에 결정적이었다고 생각되고 있습니다.

이런 결과는 tDCS에 의해 뇌의 활동에 광범위한 변화를 일으킬 수 있으며, 인체에서 기능적 결합을 개편하는 저렴하고 비 침습적인 방법으로 사용될 사능성을 시사하고 있다고 연구팀을 결론지었습니다.

실험은 DARPA의 능동 기억 회복 프로그램(Restoring Active Memory program)의 일환으로 진행되었습니다.

이 프로그램은 외상성 뇌병증 때문에 기억력이 떨어진 환자의 회복을 주요 목적으로 하는 것입니다.

장래적으로는 임플란트식 무선 인터페이스의 개발을 목표로 하고 있다고 합니다.

또한, DARPA는 군인을 위한 신기술 개발 및 연구를 실시하는 미국 국방부의 산하 기관입니다.

군사적인 목적도 염두에 두고 있을 가능성도 있는 것 같네요.

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