공상과학에서나 보던 꿈의 정보통신이 다가오고 있다. 이른바 “뇌파 정보통신 시대”가 열리고 있는 것이다. 미국 콜로라도 주립대학의 케이른(Keirn)과 오논(Aunon)은 컴퓨터를 이용해 사람이 하는 생각을 알아 맞추는 것을 과학적으로 실현해 보였다.
이른바 독심(讀心,mind reading) 시스템의 가능성을 예고하고 있는 것이다. 이들은 사람들로 하여금 다섯 가지의 서로 다른 생각을 하게 하고 후두, 중심, 두정엽에서 발생하는 뇌파를 이용해 사람들이 다섯 가지 중 어떤 생각을 했는지 알아 맞췄다. 정확성은 무려 95%에 달했다.
독심(讀心) 시스템을 휴대용 통신단말기의 프로그램에 설치해서 언제 어디서나 필요에 따라 이용할 수도 있데 된다. 그렇게 된다면, 그 누구도 거짓을 말할 수가 없고, 우리가 사는 세상은 투명해 지는 것이다. 그야말로 광명세계(光明世界)가 열리는 것이다.
20년전에 무선전화기로 통화한다면 마술이라고 생각했을 것이다. 하지만 지금은 많은 사람들이 무선 전화의 원리까지 알고 있다. 사람의 목소리를 900mHz 대역의 전파신호로 변조(變調) 및 증폭하여, 공기를 통해 전송하고 수신 측에서는 이를 수신 및 복조(複調)하는 것이다. 뇌파를 이용한 정보통신도 그 과학적 원리가 매우 간단하다. 뇌에서 발생하는 전기적 신호를 전송하고, 수신된 신호를 해석하여 기계를 조정하는 것이다.
뇌파는 뇌세포의 전기적 활동에 의해 누구나 발생하며 사람의 활동상태에 따라 서로 다른 신호가 발생된다. 예를 들어 휴식할 때는 알파(α)파라고 알려진 8～13㎐ 정도의 신호가 발생하고, 긴장하거나 흥분할 때에는 베타(β)파로 알려진 15～30㎐ 정도의 신호가 발생한다. 무선통신에서 사용되는 신호가 900mHz인 점을 감안하면 뇌파는 매우 미약한 신호이다. 그러나, 뇌파 정보통신에 응용하는 원리는 무선통신과 비슷하다.
즉 무선통신과 같이 수신된 아날로그 신호를 변조(變調) 및 증폭하는 과정을 통해 컴퓨터에 전달하는 것이다. 수신된 신호는 복조하여, 컴퓨터의 명령어로 해석된다. 컴퓨터 입력 수단의 변혁을 예고하는 대표적인 연구로는 뇌파를 이용해 컴퓨터 화면의 커서(cursor)를 움직이는 시스템을 꼽을 수 있다.
1991년 뉴욕 주립대학의 월포(Wolpaw)교수팀은 뇌파를 이용해 컴퓨터 화면의 커서(cursor)를 움직이는 실험에 성공하는 개가를 올렸다. 실험에 참여한 사람들은 자신들이 컴퓨터를 사용하면서 커서를 움직이듯, 컴퓨터 화면의 커서를 움직이는 상상을 단순히 마음 속으로 열심히 했을 뿐이라고 술회했다. 수년이 지난 후, 월포 교수는 컴퓨터 화면의 커서를 상, 하 뿐만 아니라 좌, 우로 움직이는 진일보한 실험을 시도했고, 사람들은 컴퓨터 커서를 실험 절차에 따라 상, 하, 좌, 우로 움직여 보였다. 앞으로, BCI(brain computer interface)시스템은 손발이 불편한 신체 장애인을 위한 휠체어 개발 뿐만 아니라, 가상 공간에서의 다양한 컴퓨터 게임에도 활용될 수 있을 것이다.
컴퓨터가 사람의 생각 뿐 아니라, 컴퓨터가 인간의 감성(感性)을 이해하는 것도 가능할 수 있을까? 감성공학(感性工學)과 BCI(brain computer interface)기술을 접목하면, 컴퓨터가 사람의 기분이나 감성을 이해하는 양방향 통신이 가능해질 것이다. 감성공학은 인간의 감성을 측정하고 분석해 제품 또는 환경을 인간생활에 안락하게 개발하는 기술이라고 할 수 있다.
뇌파는 주파수 대역을 델타(0.3～3㎐), 세타(4～7㎐), 알파(8～13㎐), 베타파(15㎐이상)로 분류한다. 최근 한 연구는 긍정적인 감성을 가질 경우, 전두부에서 베타파가 많이 발생하며 이는 의사결정의 정확성을 향상시키는 것으로 보고하고 있다. 좌뇌(左腦)는 언어. 기억. 대중가요. 수학. 분석. 이성적 논리 등에 활성도가 높은 반면, 우뇌(右腦)는 예술. 상상. 고전가요. 직관. 이미지. 감성적 창작에 활성도가 높다고 한다. 한편 감성과 관련, 좌뇌(左腦)는 긍정적인 감성에 대해, 우뇌(右腦)는 부정적인 감성에 대해 활성도가 높다고 한다. 현재, 미국의 MIT, 카네기 멜론 대학 등에서 감성 컴퓨터 개발을 위한 연구가 시작되고 있으며, 그 초기 과제로 인간 감성을 평가하는 것에 연구의 초점을 맞추고 있다.
현재의 BCI(brain computer interface)기술 수준은 현재 입출력 도구를 대체할 정도의 수준은 아니다. 그러나, 많은 연구가 축적되면, 언젠가는 정확도가 향상된 기술이 나오리라 기대된다.
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