기이한 꿈, 뇌 유연성 유지에 도움 된다? (연구)

[사진=golubovy/gettyimagebank]
팬데믹이 시작된 이래 전 세계 많은 사람들은 정도 차이는 있으나 고립된 생활을 강요받고 있다. 그런 때문인지 이상하고 생생한 꿈을 자주 꾼다고 얘기하는 사람들이 늘어났다. 트위터에는 기이한 꿈을 공유하는 ‘#팬데믹드림’이란 해시태그가 유행하기 시작했다.

이와 관련 미국 의학정보 사이트 ‘메디컬뉴스투데이’는 꿈의 유용성에 대한 새로운 연구를 소개했다. 터프츠대 신경과학 연구조교수 에릭 호엘이 제안하는 ‘과적합 두뇌’(overfitted brain) 가설이다. 록다운 등으로 인해 일상의 진부함에 익숙해진 두뇌를 자극하기 위해 무작위적인 야간 ‘소음’, 즉 기묘한 꿈을 꾸게 되었다는 것. 이 논문은 ‘패턴스’ 저널에 실렸다.

‘과적합’이란 동물이 반복적인 일을 습득하면서 자신이 배운 것을 일반화시키는 능력을 상실하고 사고가 좁아지는 위험성을 말한다. 흔히 기계학습에서 ‘과적합’ 이슈가 제기된다. 학습된 데이터에 과도하게 익숙해진 결과 실제 현실의 문제를 제대로 풀지 못하는 현상이다. 기계학습의 제작자들은 이를 해결하기 위해 ‘소음 주사’를 종종 사용한다. 네트워크 운영의 유연성을 복원하기 위해 일부러 무작위 혹은 손상된 데이터들을 입력하는 방법이다.

기계학습의 ‘과적합’에서 아이디어를 얻은 호엘 박사는 꿈에 대한 가설을 세운다. 뇌가 유연성과 일반화를 회복하기 위해서는, 매일 밤 꿈의 형태로 제공되는 무작위성이 두뇌에 필요하다는 것. 그는 선충에서 인간에 이르기까지 모든 동물의 신경계는, 깨어 있는 시간에 습득한 정보에 과부하될 위험이 있다고 생각한다. 이로 인해 특정 임무를 수행하는데 매우 능숙해질 수 있지만, 기존에 배운 것을 다른 임무로 일반화하지 못할 수가 있다. 가령 풀어본 문제의 답은 알지만 조금만 응용한 문제가 출제되면 답을 찾지못해 헤매는 것이다.

꿈은, 과적합 상황에 직면한 두뇌 모델에 유연성을 주입하기 위해 고등 동물에게서 진화한 것이라는 것이 호엘 박사의 추론이다. 그의 가설은 꿈의 생물학적 기능과, 팬데믹 이후 기이한 꿈에 대한 설명의 단초를 제공하는 점에서 주목된다.

덧붙여, 꿈이 효율적인 뇌 기능에 매우 유익할 수 있기 때문에 인간은 깨어 있는 동안 꿈을 꿀 수 있는 방법을 찾아냈다고 호엘 박사는 추측했다. 그는 논문에서 ‘소설, 아마도 일반적으로 예술은 실제로 인위적인 꿈의 역할을 함으로써 과적합을 방지하는 형태로 더 깊은 인지적 효용성을 가질 수 있다는 것을 암시한다’고 쓰고 있다. 소설, 그림, 음악과 같은 예술 형태도 꿈과 비슷한 복원 기능을 수행해 인간의 뇌가 과적합하는 것을 막아준다는 생각이다.

이보현 기자 together@kormedi.com

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