음악 듣기, 커피 마시는 것과 같은 일상의 즐거움은 사람의 뇌 활동에 영향을 미쳐 집중력과 기억력이 필요한 작업을 포함하여 인지 능력을 향상시킬 수 있습니다. 이는 MINDWATCH라는 획기적인 뇌 모니터링 기술을 포함하는 NYU Tandon School of Engineering의 새로운 연구 결과입니다.
NYU Tandon 생의학 공학과 부교수인 Rose Faghih가 6년에 걸쳐 개발한 MINDWATCH는 피부 전기 활동(EDA)을 모니터링하는 모든 웨어러블 장치에서 수집한 데이터를 통해 인간의 뇌 활동을 분석할 수 있는 알고리즘입니다. 이 활동은 정서적 스트레스에 의해 유발된 전기 전도의 변화를 반영하며 발한 반응과 관련이 있습니다.
최근 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 저널에 발표된 MINDWATCH 연구에서 피부 모니터링 손목밴드와 뇌 모니터링 헤드밴드를 착용한 피험자는 음악을 듣고, 커피를 마시고, 개인 취향을 반영하는 향수 냄새를 맡으면서 인지 테스트를 완료했습니다. 그들은 또한 어떤 자극도 사용하지 않고 이러한 테스트를 완료했습니다.
MINDWATCH 알고리즘은 음악과 커피가 피험자의 뇌 각성을 크게 변화시켜 본질적으로 작업 기억 작업을 수행할 때 성능을 조절하는 생리학적 "정신 상태"에 놓이게 한다는 것을 보여주었습니다.
특히, MINDWATCH는 각성제가 최고의 인지 능력과 관련된 상태인 "베타 밴드" 뇌파 활동의 증가를 유발한다는 사실을 확인했습니다. 향수에는 긍정적인 효과도 있으므로 추가 연구가 필요함을 시사합니다.
Fajh는 "팬데믹은 전 세계 많은 사람들의 정신 건강에 영향을 미쳤으며 일상적인 스트레스가 인지 기능에 미치는 부정적인 영향을 원활하게 모니터링하는 것이 그 어느 때보다 중요해졌습니다."라고 말했습니다. "현재 MINDWATCH는 아직 개발 중이지만 우리의 궁극적인 목표는 누구나 뇌의 인지적 각성을 실시간으로 모니터링할 수 있는 기술에 기여하는 것입니다. 예를 들어 급성 스트레스나 인지 이탈의 순간을 감지하기 위해 MINDWATCH는 사람에게 간단하고 안전한 개입(예: 음악 듣기)을 취하도록 '촉구'하여 기분이 좋아지고 일이나 공부 작업을 더 성공적으로 완료할 수 있는 뇌 상태에 놓을 수 있습니다."
이 연구에서 사용된 특정 인지 테스트("n-back 테스트"로 알려진 작업 기억 작업)에는 일련의 자극(이 경우 이미지 또는 소리)을 하나씩 제시하고 피험자에게 현재 자극이 시퀀스의 앞부분에 제시된 "n" 항목과 일치하는지 여부를 표시하도록 요청하는 작업이 포함됩니다. 이 연구에서는 현재 자극이 후속 자극과 동일할 때 피험자가 "예"라고 응답하는 1-백 테스트와 피험자가 다음 세 가지 자극에 동일하게 반응하도록 요청하는 보다 까다로운 3-백 테스트를 사용했습니다.
연구진은 피험자에게 친숙한 활기차고 편안한 음악과 피험자의 취향을 반영한 새로운 AI 생성 음악 등 세 가지 유형의 음악을 테스트했습니다. 이전 MINDWATCH 연구 결과와 일치하게 친숙하고 에너지 넘치는 음악은 편안한 음악보다 성능 향상(반응 시간 및 정답으로 측정)이 더 컸습니다. AI가 생성한 음악은 세 가지 음악 유형 중 가장 큰 개선을 보였지만 이러한 결과를 확인하려면 추가 연구가 필요합니다.
음악에 비해 커피를 마시는 것은 수행 능력을 크게 향상시켰지만 그만큼은 아니었습니다. 모든 자극에 걸쳐 3백 테스트의 성능 향상이 더 큰 경향이 있었는데, 이는 "인지 부하"가 더 클 때 개입이 가장 큰 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다.
MINDWATCH 팀이 진행 중인 실험에서는 뇌 활동을 지속적으로 모니터링하는 기술 능력의 효율성과 뇌 활동 조절에 대한 다양한 개입의 일반적인 성공 여부를 확인할 것입니다. 일반적으로 성공적인 개입 유형을 식별한다고 해서 모든 사람이 해당 개입이 효과적이라는 것을 의미하지는 않습니다.