춤추는 뇌파: 소리가 실시간으로 뇌 네트워크를 재구성하는 방식

일정한 리듬이나 음악적 음색을 들으면 뇌에서는 어떤 일이 일어날까요? 오르후스 대학교와 옥스퍼드 대학교의 새로운 연구에 따르면, 뇌는 단순히 듣는 것이 아니라 실시간으로 스스로를 재구성한다고 합니다.

우리가 듣는 모든 삐 소리, 톤, 그리고 새로운 소리는 귀를 통해 뇌에 기록됩니다. 하지만 끊임없이 이어지는 소리를 들을 때 뇌에서는 실제로 어떤 일이 일어날까요? 오르후스 대학교와 옥스퍼드 대학교의 공동 연구팀이 Advanced Science 에 발표한 새로운 연구에 따르면, 뇌는 단순히 소리를 기록하는 것이 아니라 실시간으로 역동적으로 뇌의 구조를 재구성하여 여러 네트워크에서 복잡한 뇌파 상호작용을 조율합니다.

오르후스 대학교 뇌음악센터의 마티아 로소 박사와 레오나르도 보네티 부교수가 옥스퍼드 대학교와 협력하여 이 연구를 진행했습니다. 이 연구에서는 주파수-해상도 네트워크 추정(FREQ-NESS, Frequency-resolved Network Estimation via Source Separation)이라는 새로운 뇌영상 기법을 소개합니다. 이 기법은 고급 알고리즘을 사용하여 주요 주파수를 기반으로 겹치는 뇌 네트워크를 분리합니다. 특정 주파수로 네트워크가 식별되면, 이 기법은 뇌 전체 공간에서 네트워크가 어떻게 전파되는지 추적할 수 있습니다.

"우리는 뇌파를 알파, 베타, 감마처럼 고정된 주파수로, 뇌 해부학을 여러 개의 뚜렷한 영역으로 생각하는 데 익숙합니다."라고 로소 박사는 말합니다. "하지만 FREQ-NESS를 통해 우리가 관찰하는 것은 훨씬 더 풍부합니다. 뇌 활동은 내부와 외부 환경 모두에 맞춰진 다양한 주파수의 활동을 통해 조직된다는 것은 오래전부터 알려져 왔습니다. 이러한 기본 원리를 바탕으로, 우리는 각 주파수가 뇌 전체에서 어떻게 표현되는지 알아내는 방법을 설계했습니다."

정확한 뇌 매핑의 문을 엽니다

FREQ-NESS의 개발은 과학자들이 뇌의 대규모 역학을 연구하는 방식에 있어 중요한 진전을 보여줍니다. 미리 정의된 주파수 대역이나 관심 영역에 의존하는 기존 방식과 달리, 이 데이터 기반 접근법은 높은 스펙트럼 및 공간 정밀도로 뇌 전체의 내부 구조를 매핑합니다. 이는 기초 신경과학, 뇌-컴퓨터 인터페이스, 그리고 임상 진단 분야에 새로운 가능성을 열어줍니다.

이 연구는 뇌의 리드미컬한 구조가 음악 인지부터 일반적인 지각과 주의, 의식 상태의 변화에 ​​이르기까지 모든 것에 어떤 영향을 미치는지 탐구하는 기존 연구에 더해지는 것입니다.

"뇌는 단순히 반응하는 것이 아니라 재구성됩니다. 이제 우리는 그것을 볼 수 있습니다."라고 오르후스 대학교 뇌 음악 센터와 옥스퍼드 대학교 행복과 인간 번영 센터의 공동 저자이자 신경과학자 레오나르도 보네티 교수는 말합니다. "이는 의식, 사고의 방황, 그리고 외부 세계와의 더 광범위한 상호작용을 포함하여 음악에 대한 뇌 반응을 비롯한 다양한 측면을 연구하는 방식을 바꿀 수 있습니다."

현재 이 방법론을 기반으로 대규모 연구 프로그램이 진행 중이며, 국제 신경과학 네트워크의 지원을 받고 있습니다. 레오나르도 보네티 교수는 FREQ-NESS가 다양한 실험 조건과 데이터 세트에 걸쳐 높은 신뢰성을 제공하기 때문에 개인 맞춤형 뇌 매핑의 길을 열어줄 수 있다고 설명합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/06/250602155001.htm