전자 문신은 정신적 스트레스를 측정한다

연구진은 참가자들에게 뇌가 과도하게 활동할 때를 추적할 수 있는 얼굴 문신을 새겼습니다. 5월 29일 Cell Press 저널 Device 에 게재된 이 연구는 부피가 큰 헤드기어 없이도 뇌파를 해독하여 정신적 스트레스를 측정하는 비영구 무선 이마 문신을 소개합니다. 이 기술은 항공 교통 관제사나 트럭 운전사처럼 집중력 저하가 심각한 결과를 초래할 수 있는 근로자들의 정신적 업무량을 추적하는 데 도움이 될 수 있습니다.

"기술은 인간의 진화보다 빠르게 발전하고 있습니다. 우리의 뇌 용량은 따라잡지 못하고 쉽게 과부하에 걸릴 수 있습니다."라고 이 연구의 저자인 텍사스 대학교 오스틴(UT 오스틴)의 난슈 루는 말합니다. "최적의 성과를 내기 위한 최적의 정신적 작업 부하가 있는데, 이는 사람마다 다릅니다."

인간은 압도되거나 지루하지 않은 인지적 골디락스 존에서 가장 뛰어난 성과를 냅니다. 이러한 균형을 찾는 것이 최적의 성과를 내는 핵심입니다. 현재의 정신적 작업 부하 평가는 NASA 작업 부하 지수를 기반으로 하는데, 이는 참가자들이 작업 수행 후 작성하는 길고 주관적인 설문 조사입니다.

전자 타투는 뇌파(EEG)와 안구전도(EOG)로 알려진 과정을 통해 뇌와 눈의 움직임에서 발생하는 전기 활동을 분석하여 객관적인 대안을 제시합니다. 전선이 늘어지고 말랑말랑한 젤이 묻어나는 부피가 큰 EEG 캡과 달리, 무선 전자 타투는 가벼운 배터리 팩과 종이처럼 얇은 스티커 형태의 센서로 구성되어 있습니다. 이 센서는 물결 모양의 루프와 코일을 특징으로 하며, 피부에 자연스럽게 밀착되어 편안함과 선명한 신호를 제공합니다.

"놀라운 점은 이 캡들이 뇌의 여러 영역에 대한 센서를 더 많이 탑재하고 있음에도 불구하고, 모든 사람의 머리 모양이 다르기 때문에 완벽한 신호를 받지 못한다는 것입니다."라고 루는 말합니다. "저희는 참여자들의 얼굴 특징을 측정하여 맞춤형 e-타투를 제작하여 센서가 항상 올바른 위치에 있고 신호를 수신하도록 보장합니다."

연구진은 난이도가 점점 높아지는 기억력 테스트를 완료한 6명의 참가자를 대상으로 전자 타투를 테스트했습니다. 정신적 부담이 증가함에 따라 참가자들의 세타파와 델타파 활동이 증가했는데, 이는 인지적 요구 증가를 나타내는 반면, 알파파와 베타파 활동은 감소하여 정신적 피로를 나타냈습니다. 이는 이 장치가 뇌가 어려움을 겪고 있을 때 이를 감지할 수 있음을 시사합니다.

이 장치는 감지에만 그치지 않았습니다. 정신적 스트레스도 예측할 수 있었습니다. 연구진은 전자 타투에서 나오는 신호를 기반으로 정신적 작업 부하를 추정하는 컴퓨터 모델을 학습시켜, 다양한 수준의 정신적 작업 부하를 성공적으로 구분했습니다. 결과는 이 장치가 정신적 피로를 예측할 수 있는 잠재력을 보여줍니다.

가격 또한 장점입니다. 기존 EEG 장비는 15,000달러가 넘지만, e-타투의 칩과 배터리 팩은 200달러, 일회용 센서는 개당 약 20달러입니다. UT 오스틴의 저자 루이스 센티스는 "가격이 저렴해서 기기에 쉽게 접근할 수 있습니다."라고 말합니다. "제 소망 중 하나는 e-타투를 집에서 착용할 수 있는 제품으로 만드는 것입니다."

전자 타투는 털이 없는 피부에만 적용되지만, 연구진은 머리카락에 사용하는 잉크 기반 센서와 결합하는 기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해 머리 전체를 감지하고 더욱 포괄적인 뇌 모니터링이 가능해질 것입니다. 로봇과 신기술이 직장과 가정에 점점 더 많이 도입됨에 따라, 연구팀은 이 기술이 인간과 기계의 상호작용에 대한 이해를 증진시킬 것으로 기대합니다.

센티스는 "우리는 오랫동안 근로자들의 신체 건강을 모니터링하고 부상과 근육 긴장을 추적해 왔습니다."라고 말합니다. "이제 지금까지 추적되지 않았던 정신적 긴장까지 모니터링할 수 있게 되었습니다. 이는 조직이 직원들의 전반적인 웰빙을 보장하는 방식을 근본적으로 바꿀 수 있습니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/05/250529124352.htm