고려대 연구진 ‘수술 중 각성’ 방지할 의식측정기술 개발

by신하영 기자
2022.02.25 19:00:00

왼쪽부터 제1저자 이민지 박사, 교신저자 이성환 교수(사진=고려대)

[이데일리 신하영 기자] 의식장애 환자의 진단이나 수술 중 각성 사고를 막을 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 의식의 깊이를 정량적으로 측정하는 지표를 만든 것.

고려대는 이성환 인공지능학과 교수팀이 이러한 연구 성과를 거뒀다고 25일 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 인공지능대학원사업 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 세계적 권위의 국제학술지(Nature Communications) 25일자로 게재됐다. 해당 논문의 제1저자는 이민지 박사, 교신저자는 이성환 교수다.

이 교수팀은 짧은 뇌 신호만으로 의식의 깊이를 정량적으로 측정하는 기술을 개발했다. 이는 수면 장애나 수술 중 각성 사고를 방지하기 위한 방법으로도 주목받는다. 마취상태의 심도 측정이나 의식장애 진단 등 다양한 뇌과학 분야에서 활용할 수 있어서다.



사람의 의식은 지각과 각성 두 가지로 구성된다. 현재 가장 신뢰받는 의식지표는 PCI(Perturbational Complexity Index)로 지각만을 측정할 수 있다는 점이 한계다. 또 데이터를 도출하려면 최소 5분 정도의 뇌 신호가 필요하다는 점도 단점이다.

이 교수팀이 개발한 ECI(Explainable Consciousness Indicator) 지표는 각성과 지각 두 요소를 동시에 측정할 수 있다. 마취 상태를 측정하거나 의식 장애를 진단하는 경우에도 명확한 판별이 가능하다. 1초가량의 짧은 뇌 신호만으로도 의식의 깊이를 측정할 수 있다는 점도 장점이다.

이성환 교수는 “사람들은 흔히 불러서 반응이 있으면 의식이 있고, 반응이 없으면 의식이 없다고 생각하지만 실제 의식은 굉장히 복잡한 뇌의 정신 작용”이라며 “이번 논문은 의식의 수준을 각성과 지각 두 요소에서 실시간으로 정량화해 보여주는 세계 최초의 기술”이라고 설명했다.

이 교수는 이어 “수면, 마취, 질병 등 다양한 분야에 적용 가능한 의식 지표로서 수술 중 환자의 마취 심도를 측정하거나 식물인간과 같은 의식장애 환자의 진단에도 유용하게 사용할 수 있다”며 “짧은 뇌 신호로 신뢰성 있는 지표를 계산할 수 있다는 점에서 괄목할 만한 성과”라고 말했다.