신경과학을 접목해 운동 효과를 향상시키는 헤드셋이 올 7월 한국에 최초로 상륙했다. 미국 헤일로 뉴로사이언스가 개발한 '헤일로 스포츠'(Halo Sport)는 뇌졸중·운동장애·치매·파킨슨병·통증 등으로 인한 정신적·신체적 제약이 발생하는 질환에 '경두개직류자극법'(tDCS)을 스포츠 활동에 접목시켜 운동효과를 끌어올리고 유지시키는 선수 트레이닝 기기다.

뇌를 자극하는 제품은 이번이 처음이 아니다. 십수 년 전 출시돼 졸음을 막고 적절한 긴장감을 유도하는 빛과 소리를 제공한 엠씨스퀘어는 수험생 대상으로 홍보되어 집중력을 향상시켜주는 것으로 유명했다. 신경과학 기술이 급속하게 발전하면서 이제는 원하는 능력만 목표로 하여 뇌의 특정 부위에 소량의 전기 자극을 주는 방식으로 발전하고 있다. 와이브레인의 '마인드'가 대표적이다. 마인드는 '경두개직류자극치료술(tDCS)'를 바탕으로 30분간 6주간 헤드셋을 착용하면 우울증이 개선되는 효과를 가진다.

미 샌디아 국립 연구소에서 바로 이러한 '경두개직류자극치료술(tDCS)' 장치에 대한 연구 결과를 발표했다. 샌디아는 이 장치의 뇌 기능 향상 기능을 연구해왔으며, 미 핵 프로그램에서 중요한 역할을 담당하고 있다.

"경두개직류자극치료술"(transcranial Direct Current Stimulation) 또는 약어로 tDCS 장치라고 불리는 이 기술은, 두개골을 통해 작은 전하를 보내 뇌의 특정 부위를 직접적으로 자극함으로써 작동한다. 9 볼트 배터리로 구동되는 tDCS 장치는 최근 샌디아 국립 연구소의 연구에서 기억력을 향상시킬 수 있는 가능성이 있음을 보여주었다. 연구진은 사람들이 작업을 빠르고 효율적으로 수행해야 하는 다양한 상황에서 tDCS가 사용될 수 있다고 전했다.

샌디아의 마이크 트럼보 인지 과학자는 "뇌 자극이 사람들에게 효율적인 이유는, 뇌 자극을 통해 기억 과제에 적절한 뇌 가소성에 직접적으로 영향을 미치기 때문이다"라고 보도자료에서 밝혔다.

tDCS 장치는 100년 이상 연구되어왔다. 그러나 그것이 어떻게 기능하는지는 아직 정확히 알려지지 않은 가운데, 샌디아 연구진은 그 메커니즘이 일부, tDCS가 뉴런을 발화시킬 수 있다는 데서 기인한다는 것을 발견하게 되었다. 샌디아의 로라 맷젠 인지 과학자는 이것이 신경 연결을 가속화하여 더 빠른 학습을 유도하기 때문이라고 말한다. 이미 시장에 출시된 상업적 tDCS 장치는 아마존에서 140달러(한화로, 약 15만 7천원)에 판매되고 있다.

하지만 이 장치는 과연 안전할까? 대부분의 연구는 그렇다고 대답했지만, 2014년 기사인 <뇌를 촉진시키기 전에 이것을 유념하라>는 기사는, 가정 내 사용자가 이 장치를 적절한 뇌 영역에 정확하게 사용하지 못할 것을 어떤 점이 우려되는지 과학자들의 목소리를 인용하여 기록했다. 또 다른 과학자는 기사에서 tDCS가 수술 절차와 마찬가지로 주의를 기울여 다루어져야 한다고 제안했다.

그럼에도 Brain Stimulation 저널에 발표된 2016년 연구에 따르면, 이 기술을 적절히 통제하여 사용하면 유해하지 않은 것으로 지금까지 나타났다. 사실, 이 연구는 33,200 세션과 1,000가지 주제 이상에서 조사한 결과, 심각한 부작용이나 돌이킬 수 없는 부상이 보고된 적이 없다는 사실을 발견했다.

다른 많은 연구와 실험들은 tDCS의 사용이 불안과 우울증을 치료할 수 있는지 여부를 연구 조사했다. tDCS 장치에 대한 아마존의 많은 리뷰는 이 영역에서의 치료 효과를 원하는 사용자들이 남긴 것으로 보인다.

그러나 샌디아의 최근 연구는 성능에 중점을 두었다. 연구진은 70명의 자원 봉사자들을 6개 그룹으로 나누어 tDCS를 다양한 종류의 기억 훈련 작동과 연결시켜 실험했다.

특히, 연구진은 이마의 좌우 부분을 언어구사 추리(왼쪽)와 공간 추론(오른쪽)에 일치시켜 자극하는 실험을 진행했다.

대부분의 결과는 예상대로였다. 대부분의 경우 피험자는 자극을 받은 영역에 관련된 과제에서는 향상되었지만 자극을 받지 않은 뇌 영역과 관련된 과제에서는 큰 향상을 보이지 않았다. 연구진은, tDCS가 뉴런의 연결을 향상시킨다면 다양한 작업에서 전략 사용 능력이 향상될 수 있을 거라고 믿는다.

이 연구 결과는 Neuropsychologia에 게재되었다 .