과학자들은 우리 몸이 우리 몸의 리듬처럼 느껴지게 하는 뇌의 리듬을 발견했습니다.

연구진은 알파 뇌파가 우리 몸의 감각을 조절하는 내부 시계 역할을 한다는 사실을 발견했습니다. (사진 제공: Shutterstock)

카롤린스카 연구소의 연구진이 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 에 발표한 연구 는 알파파 진동으로 알려진 규칙적인 뇌 활동이 뇌가 신체를 외부 세계와 분리하는 데 어떻게 도움이 되는지 설명합니다. 이 연구는 뇌가 다양한 감각 기관에서 얻은 정보를 결합하여 안정적인 신체 자아감을 유지하는 방식에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

자신의 손이 내 것이라는 느낌은 자동적으로 드는 것처럼 보일 수 있지만, 뇌는 그러한 판단을 내리기 위해 감각 정보를 끊임없이 평가해야 합니다. 무엇이 자신의 일부이고 무엇이 아닌지를 구분하는 것은 정밀한 뇌 처리 과정에 의존하는 까다로운 작업입니다.

뇌는 어떻게 시각과 촉각을 결합하는가

카롤린스카 연구소의 연구진은 행동 실험, 뇌파 기록(EEG), 뇌 자극 및 컴퓨터 모델링을 사용하여 이 과정을 연구했습니다. 총 106명의 참가자가 연구에 참여했습니다. 연구팀은 시각 및 촉각 신호가 어떻게 융합되어 신체 부위가 자신에게 속한다는 경험, 즉 신체 소유감이라는 감각을 만들어내는지 조사했습니다.

연구 결과에 따르면 두정엽 피질의 알파파 속도가 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 이 영역은 신체에서 오는 감각 정보를 처리하며, 알파파 활동의 주파수는 사람들이 자신의 신체를 얼마나 정확하게 자신의 것으로 인식하는지를 결정합니다.

"우리는 우리가 지속적으로 경험하는 신체 존재감을 형성하는 근본적인 뇌 과정을 확인했습니다."라고 카롤린스카 연구소 신경과학부의 연구원이자 이번 연구의 주저자인 마리아노 디안젤로는 설명합니다. "이번 연구 결과는 자아감이 손상된 조현병과 같은 정신 질환에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있을 것입니다."

고무손 착시 현상이 보여주는 것

신체 소유감을 보다 직접적으로 탐구하기 위해 참가자들은 널리 사용되는 실험 설정인 고무손 착시 실험을 수행했습니다. 이 실험에서 가짜 손은 보이는 곳에 놓이고 진짜 손은 가려집니다. 두 손을 동시에 만지면 많은 참가자들이 고무손이 자신의 신체의 일부인 것처럼 느끼기 시작합니다. 만지는 타이밍이 일치하지 않으면 이러한 착시 현상은 약해집니다.

연구 결과, 알파파 주파수가 빠른 사람들은 시각과 감각 사이의 미세한 시간 차이를 더 잘 감지하는 것으로 나타났습니다. 이들의 뇌는 감각 정보를 더 정확한 타이밍으로 처리하여 신체 소유감을 더욱 선명하고 안정적으로 느낄 수 있었습니다.

뇌의 타이밍이 덜 정확해질 때

알파파 주파수가 느린 참가자들은 다른 양상을 보였습니다. 그들의 뇌는 '시간적 결합 창'이 더 넓어, 시각 신호와 촉각 신호가 약간 어긋나더라도 동시에 발생하는 것으로 인식할 가능성이 더 높았습니다.

이처럼 시간적 정확도가 떨어지면서 자기 자신과 관련된 감각을 외부 자극과 명확하게 구분하기가 어려워졌고, 신체와 주변 환경 사이의 경계가 약해졌습니다.

보철 및 가상 현실에 대한 시사점

알파파 주파수가 이러한 효과에 직접적인 영향을 미치는지 확인하기 위해 연구진은 비침습적인 전기 뇌 자극을 사용하여 참가자들의 알파파 리듬 속도를 미세하게 증가시키거나 감소시켰습니다. 주파수 변화는 참가자들이 신체 소유감을 느끼는 정확도와 시각 및 촉각 신호가 동시에 발생하는지 판단하는 정확도에 영향을 미쳤습니다.

컴퓨터 모델은 이러한 결과를 뒷받침하며, 알파파 주파수가 뇌가 감각 정보의 타이밍을 얼마나 정확하게 평가하는지에 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다. 알파파는 이러한 타이밍을 조절함으로써 지각을 형성하고 신체 경험에 기여합니다.

"이번 연구 결과는 뇌가 신체에서 오는 신호를 통합하여 일관된 자아감을 형성하는 과정을 설명하는 데 도움이 됩니다."라고 카롤린스카 연구소 신경과학과 교수이자 이번 연구의 책임 저자인 헨릭 에르손은 말했습니다. "이는 더욱 발전된 의수족 개발과 보다 현실적인 가상현실 경험 구현에 기여할 수 있습니다."

연구 협력 및 자금 지원

본 연구는 스웨덴 카롤린스카 연구소와 프랑스 엑스-마르세유 대학교의 공동 연구로 진행되었습니다. 연구 자금은 유럽 연구 위원회(ERC), 스웨덴 연구 위원회, VINNOVA, StratNeuro 및 A*Midex에서 지원받았습니다. 연구진은 이해 충돌이 없음을 밝힙니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/01/260114080325.htm