뇌의 특정 영역에 전기 자극을 주면 수학 문제를 해결하는 능력이 눈에 띄게 향상된다는 흥미로운 연구 결과가 나왔다.
영국 서리대학교 신경과학자 로이 코헨 카도쉬 교수 연구팀은 최근 실험 보고서를 내고 뇌 특정 영역을 전기로 자극할 경우 수학 능력이 올라간다고 발표했다.
연구팀은 18~30세 남녀 72명을 무작위로 모집한 뒤 5일에 걸쳐 수학 수업을 듣게 했다. 동시에 비침습적으로 뇌에 전기 자극을 가하는 경두개 불규칙 노이즈 자극(Transcranial random noise stimulation, tRNS)을 1인당 총 150분간 실시했다.
tRNS가 뇌에 가하는 전류는 미약하고 통증은 없으며, 자극은 의식하지 않는 한 거의 느낄 수 없다. 피실험자들은 배외측 전두전야에 tRNS를 받는 그룹 A와 후두정피질에 tRNS를 받는 그룹 B, 가짜 tRNS를 받는 그룹 C로 나뉘었다.
로이 교수는 “배외측 전두전야는 기억과 주의, 새로운 인지기술 획득에 관여하고, 후두정피질은 학습이 완료될 때 수학적 정보를 처리한다”며 “모두 수학 학습 능력을 활성화하는 중요한 뇌 영역으로 알려져 있다”고 설명했다.
이어 “실험 시작 당시 피실험자의 뇌 접속성과 수학적 스킬을 측정한 결과, 수학 실력이 뛰어난 이들은 배외측 전두전두와 후두정피질의 접속성이 강한 경향이 나타났다”고 설명했다.
5일간 실험이 모두 끝나자, 배외측 전두전야와 후두정피질의 연결성이 약한 피실험자는 수학 문제를 이해하는 데 어려움을 겪었다. 다만 배외측 전두전야와 후두정피질의 연결성이 약한 피실험자라도 전기 자극을 받은 피실험자, 특히 A 그룹은 수학 문제 풀이 능력이 눈에 띄게 향상됐다.
이에 대해 로이 교수는 “tRNS로 인해 둔해진 뉴런의 활동이 촉진돼 학습 능력이 올라간 것으로 보인다”며 “뇌에 대한 전기 자극은 선천적 신경 접속이 약한 학생의 수학 능력을 또래 친구들의 평균까지 끌어올릴 수도 있을 것”이라고 의미를 부여했다.
학계는 이번 발견이 배외측 전두전야와 전두전피질이 학습에서 중요하다는 가설을 다시 입증했다고 평가했다. 신경학을 기반으로 학생들의 학습 능력 격차를 줄이는 데 도움이 될 것으로 연구팀은 기대했다.
경제협력개발기구(OECD)가 2016년 발표한 보고서에 따르면 선진국 성인의 24~29%는 7세 아동과 비슷한 수준의 수학 능력을 가졌다. 전문가들은 이러한 수학 실력의 저하는 저소득이나 건강 상태의 악화, 무리 적응력 저하 등 심각한 문제를 야기할 수 있다고 우려했다.
이윤서 기자 lys@sputnik.kr
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