△(왼쪽부터) 고려대학교 세종캠퍼스 전자및정보공학화 황한정 교수,

컴퓨터소프트웨어학과 한창희 교수, 스마트시티 지능형 헬스케어 연구센터 이윤성 박사, 한림대학교 인공지능융합학부 최가영 교수

고려대학교 세종캠퍼스(부총장 양지운) 전자및정보공학과 황한정 교수와 컴퓨터소프트웨어학과 한창희 교수 연구팀이 경두개교류자극(transcranial alternating current stimulation: tACS)의 자극 시간에 따른 신경변조 효과를 분석하고, 효과적인 뇌자극 설계를 위한 신경생리학적 근거를 제시했다. 이번 연구에는 한림대학교 인공지능융합학부 최가영 교수와 고려대학교 세종캠퍼스 스마트시티 지능형 헬스케어 연구센터 이윤성 박사가 공동으로 참여했다.

 

이번 연구 결과는 보건의료과학 및 서비스 분야의 세계적 학술지인 ‘Journal of Medical Systems’(IF 8.8, 상위 3.4%)에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Exploring the Effects of tACS Duration on Resting-State EEG: An Exploratory Within-Subject Study in Healthy Volunteers’이다.

 

tACS는 두피에 약한 교류 전류를 인가해 특정 뇌파를 조절하는 기술로, 인지 기능 향상과 신경정신질환 치료를 위한 차세대 뇌자극 기술로 주목받고 있다. 그러나 기존 연구에서는 서로 다른 자극 시간과 주파수, 전극 배치 조건을 사용해 왔으며, 특히 자극 시간에 따른 효과를 체계적으로 비교한 연구는 상대적으로 부족했다. 이로 인해 연구 결과 간 재현성이 낮고 최적의 자극 조건을 설정하는 데 어려움이 있었다.

 

이에 연구팀은 10분, 20분, 30분의 세 가지 tACS 자극 조건에 따른 뇌파 스펙트럼 특성과 뇌 네트워크 변화를 분석해 자극 시간에 따른 신경변조 효과를 정량적으로 평가했다. 분석 결과, 10분과 20분 자극 후 알파 대역의 뇌파 파워가 유의하게 증가했으며 뇌 네트워크 효율성도 향상된 것으로 나타났다. 반면 30분 자극에서는 통계적으로 유의한 변화가 확인되지 않았다.

 

특히 연구팀은 자극 시간이 길어질수록 효과가 증가할 것이라는 일반적인 가정과 달리, 단순히 자극 시간을 늘리는 것이 더 큰 신경변조 효과로 이어지지는 않는다는 점을 확인했다.

 

연구팀은 이번 연구가 tACS의 효과를 해석하고 최적의 자극 프로토콜을 설계하는 데 필요한 신경생리학적 근거를 제공할 것으로 기대하고 있다. 또한 향후 인지 기능 향상과 우울증 치료, 뇌졸중 재활 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 개인 맞춤형 뇌자극 기술 개발에 기여할 수 있을 것으로 보고 있다.

 

이번 연구는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)이 지원하는 대학ICT연구센터사업의 지원을 받아 수행됐다.

고려대학교 세종캠퍼스

대외교류팀