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뇌에 전기자극하면 수리능력 UP

전류 방향 중요, 거꾸로 하면 오히려 Down
수학문제를 좀더 잘 푸는 방법은 없을까?

최근 뇌의 특정 부위에 미세한 전기 자극을 주면 수학문제를 더 잘 풀 수 있다는 연구결과가 나왔다. 영국 옥스퍼드 대학의 뇌과학 연구팀이 ‘커런트 바이올러지(Current Biology)’ 최신호에 발표한 연구결과다.





● 5명 중 1명 꼴인 산수장애
수학문제를 푸는 뇌 부위는 어디일까. 뇌과학자들은 이마 아래에 위치한 두정엽이라는 뇌 부위의 오른쪽 영역이 관장한다고 믿고 있다. 이 부위를 다친 사람들은 수를 세는데 어려움을 겪는데다가 어린 아이들이 1, 2, 3 등 숫자를 배울 때 이 부위가 매우 활발해지기 때문이다.

이런 까닭에 옥스퍼드 대학의 뇌과학자 로이 코헨 카도시(Roi Cohen Kadosh) 박사는 궁금증이 하나 생겼다. 이 부위에 자극하면 사람들의 수리능력을 향상시킬 수 있지 않을까하는 생각이다.

이전 연구에서는 두정엽에 자기장을 걸어 해당 부위의 전기활동을 방해했더니 일시적으로 산수장애(dyscalculia, 난산증)가 나타났다는 보고가 있다.

산수장애는 책을 읽는데 애를 먹는 난독증과 비슷하다. 다만 문제가 수학과 관련된 문제라는데 있다. 다른 과목은 특별히 나쁘지 않은데, 오직 수학문제에만 상당히 어려워하는 이들이 산수장애가 있는 사람들이다.

이들은 수학문제뿐 아니라 시계를 보거나 물건에 값을 치르는 간단한 산수문제에도 곤란해 한다. 조사에 따르면 산수장애를 가진 사람은 꽤 많다. 무려 5명 중 1명 꼴이다.

카도시 박사는 전기 자극을 통해 산수장애를 극복할 수 있지 않을까 생각했다. 이를 알아보기 위해 카도시 박사 연구팀은 15명의 대학생을 모집했다.





● 어린아이가 처음 숫자 배울 때 상황 제시


연구팀은 이 15명의 대학생들에게 어린아이들이 처음 숫자를 배울 때와 비슷한 상황을 제시했다. 삼각형이나 사각형과 같은 9개의 기호를 제시했다. 이 9개의 기호는 각각이 1부터 9까지를 의미한다.

대학생들은 각각의 기호가 숫자 얼마에 해당하지는 모른다. 다만 어린아이가 숫자를 배울 때처럼 둘 중 어느 게 큰지를 유추함으로써 총 9개의 기호의 상대적 값을 알 수 있을 뿐이다.

15명의 대학생들은 총 6일 동안 배웠다. 이때 연구팀은 전기 자극이 학생들의 수리능력에 영향을 미치는지를 조사하기 위해 대학생들을 세 집단으로 나눴다.

한 집단에게는 매일 20분씩 수밀리암페어의 미세전류를 두정엽에 오른쪽에서 왼쪽 방향으로 흘려주었다. 다른 한 집단에게는 매일 20분씩 반대방향인 왼쪽에서 오른쪽으로 전류를 흘려주었다.

그리고 마지막 한 집단에게는 고작 30초만 미세전류를 흘려주었다. 거의 전기 자극이 없는 셈이다.

결과는 어땠을까. 매일 숫자공부를 한 학생들은 테스트를 받았다. 그러자 두정엽에 오른쪽에서 왼쪽으로 전류가 흘렀던 집단이 가장 좋은 결과를 얻었다. 그 다음은 30초만 받은 집단이었다. 반대로 전류가 흘렀던 집단은 기호와 숫자간의 연관성을 거의 기억하지 못하는 것으로 나타났다.





● 6개월 뒤에도 학습효과 유지


학습효과는 6개월 뒤에도 지속되는 것이 확인됐다. 연구팀이 6개월 후에 학생들을 평가했더니 이같은 결과가 나타났다. 하지만 전반적인 수리능력이 향상된 건 아니었다. 전기 자극을 받는 동안 학습했던 내용에만 국한되었다.

카도시 박사는 “우리는 사람들에게 전기 자극을 받으라고 광고하는 게 아니다”라고 못을 박았다. 하지만 그러면서도 “우리는 우리의 연구결과의 잠재성에 매우 흥분하고 있다”고 덧붙였다.

연구팀은 자신들의 연구결과를 산수장애를 가진 사람들이나 퇴행성 질환이나 뇌경색으로 인해 수리장애를 겪는 사람들에게 적용할 수 있을 것으로 생각한다. 그러려면 우선 전기 자극이 뇌의 다른 부위에 아무 영향을 주지 않는다는 게 보장되어야 한다.

어쩌면 조만간 수리능력 키워주는 전기 제품이 등장하는 건 아닐까 하는 생각이 든다.

 

 

 



박미용 동아사이언스 객원기자 pmiyong@gmail.com



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