자는 동안에도 ‘의미 있는 소리’는 들린다 (연구)

[사진=Yuganov Konstantin/shutterstock]
잠을 자는 동안에는 외부 세계와 단절된 느낌을 받는다. 하지만 신경과학 연구에 의하면 우리는 자는 동안에도 여전히 바깥 세계에 촉을 두고 있다.

사람은 잠든 상태에서도 바깥 환경을 감시하고 특정 소리를 감지한다는 연구결과가 나온 것이다.

최근 ‘네이처 인간 행동(Nature Human Behaviour) 저널’에 실린 논문에 의하면 우리의 뇌는 자는 동안에도 바깥 세계의 특정 소리에 반응한다. 심지어 두 가지 소리가 동시에 들어왔을 때 더 유용한 정보를 가려내기까지 한다.

연구팀은 이번 연구를 위해 실험참가자들이 잠을 자는 동안 어떤 소리에 집중하는지 확인하는 실험을 진행했다. 연구팀은 뇌전도를 이용해 실험참가자들의 뇌파가 변화하는 패턴을 체크했다.

실험참가자 24명은 깨어있을 때와 자고 있을 때 특정한 소리 정보들에 노출됐다. 연구팀은 1분 길이의 연설 내용들을 준비했는데, 일부 내용은 뉴스, 영화, 위키피디아 등에서 가져왔고, 또 다른 일부는 문장 구조는 정상이지만 횡설수설 알아들을 수 없는 말들로 구성된 구절들을 가져왔다. 실험참가자들이 이를 듣는 동안 연구팀은 그들의 뇌전도 신호를 기록했다.

연구팀이 준비한 컴퓨터 알고리즘은 오디오 내용에 따라 실험참가자들의 뇌파가 어떻게 변화하는지 학습했다. 알고리즘은 실험참가자들의 뇌파를 기록하고, 이 기록을 통해 음성 신호를 재건했다.

연구팀은 두 가지 소리를 동시에 들었을 때의 뇌 반응을 알아보기 위해 정상적인 말과 횡설수설하는 말을 실험참가자들에게 동시에 들려주고, 뇌전도 뇌파 데이터를 분석했다. 헤드폰을 이용해 한쪽 귀에는 정상적인 말, 다른 한쪽은 횡설수설하는 말을 들려주었다.

실험 결과, 컴퓨터 알고리즘은 실험참가자들이 깨어있을 때는 물론 자고 있을 때도 뇌파 기록으로부터 음성 신호들을 재건했다. 즉 자는 동안에도 뇌가 소리를 듣고 처리했다는 의미다.

더욱 중요한 것은 횡설수설한 말보다 의미가 있는 말에 대한 음성 신호 재건이 더욱 잘 이뤄졌다. 이는 뇌가 의미 있는 말을 더 잘 감지한다는 뜻이다.

수면 단계 역시 중요한 역할을 했다. 수면 2단계인 얕은 잠을 잘 때는 뇌가 의미 있는 말을 비교적 잘 인지하는 경향을 보였지만, 수면 3단계인 깊은 수면에서는 인지하지 못했다.

자는 동안 바깥소리를 인지한다는 것은 진화론적인 관점에서의 의미 해석이 가능하다. 자는 동안 위협적인 상황이 벌어지면 소리를 통해 이를 감지하고 재빨리 일어나 위기에 대처할 수 있도록 이러한 능력이 형성됐을 것이란 게 연구팀의 설명이다.

문세영 기자 pomy80@kormedi.com

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