초록 ▼

본 연구는 인간의 내적 의식 상태를 관찰하는데 매우 유용한 뇌파 파형에 대한 실시간 분석 알고리즘을 파악하는데 목적을 두었다. 세 단계의 연구 진행을 통해 보편적인 뇌파 파형을 범주화하고 변별할 수 있는 분석 시스템의 모형 구축을 시도하였다. 연구 결과, 모형 제안과 근거 자료 및 파생 연구 주제 확보에는 성공적 결과를 거두었으나, 실시간 뇌파 분석 알고리즘의 하드웨어적 구현에서는 기술적 장벽으로 인해 연구의 한계가 다소 드러났으며 향후 추가 연구가 필요한 것으로 평가되었다.
1차년도 연구에서는 뇌파 자료를 축적을 위한 다양한

본 연구는 인간의 내적 의식 상태를 관찰하는데 매우 유용한 뇌파 파형에 대한 실시간 분석 알고리즘을 파악하는데 목적을 두었다. 세 단계의 연구 진행을 통해 보편적인 뇌파 파형을 범주화하고 변별할 수 있는 분석 시스템의 모형 구축을 시도하였다. 연구 결과, 모형 제안과 근거 자료 및 파생 연구 주제 확보에는 성공적 결과를 거두었으나, 실시간 뇌파 분석 알고리즘의 하드웨어적 구현에서는 기술적 장벽으로 인해 연구의 한계가 다소 드러났으며 향후 추가 연구가 필요한 것으로 평가되었다.
1차년도 연구에서는 뇌파 자료를 축적을 위한 다양한 실험 자극과 검증 패러다임을 확보하는데 중점을 두었다.무선치환법의 정확한 알고리즘을 이해하고 이를 위한 분석소프트웨어를 확보를 시도하였다. 먼저 분석 알고리즘에 대한 이해를 위해 뇌파 자료보다 확보가 수월한 반응시간 자료에 대한 모형 적합도 검증(model fitting)을 시도해,모형 검증에 대한 기본 지식을 습득하고 이를 확장 확장시키는데 중점을 두었다. 특히 Montel Carlo 기법을 토한 자료의 잡음 제거 처리에 대한 알고리즘 제안이 있었으며, 이를 위한 분석 소프트웨어를 개발하는 과정이 수반되었다. 또한 차년도 연구에서 시도될 실험과 관련해 다양한 행동 측정이 병행되었으며, 그 과정에서 다수의 파생연구들이 진행되었다.
2차년도 연구에서는 1차년도 연구에서 ERP (사건관련전위)를 중심으로 보편적인 ERP 자료 파형의 특성에 대한 연구가 중점적으로 진행되었다. 시각자극에 대한 범주화 및 행동 반응과 가장 밀접한 관련을 가지는 P3a, P3b 사건관련 전위 성분의 특성을 집중 조명하였으며 이 과정에서 다량의 실측정 자료가 확보되었다. 특히 P3a 파형과 P3b 파형이 관찰된 전극을 중심으로 두 파형의 발현 양상이 함축하는 심리학적 시사점을 조명하였으며 주의, 기억 현상과의 관련성을 이해하고, 사후 뇌파 분석에서 실시간 뇌파 분석으로 전향하기 위한 다양한 대안들이 모색되었다.
3차년도 연구에서는 1, 2차 연도 연구에서 가장 분명하게 관찰된 P3 파형을 중심으로, 의식의 핵심을 구성하는 단기기억 및 이에 저장된 정보를 토대로 자극 범주화, 의사결정 및 반응 선택 과정을 반영하는 뇌파 성분에 대한 집중적인 조명이 시도되었다. P3 파형의 진폭(amplitude)과 잠재기(latency)에 대한 이해 및 정교한 측정 방법 등이 모색되었으며, 이를 수행하기 위한 분석 소프트웨어 구현이 시도되었다. 진폭과 잠재기를 통해 자극 범주와 및 그 과정에 관여하는 주의와 기억 간 상호 관련성 규명이 시도되었다. 특히, 사건관련전위 파형의 보편성 확보과정에서 발생 가능한 여러 문제점들이 발견되었으며, 측정 장비의 특성에 따른 상대적 비교 및 해결책 등이 모색되었다.
세 단계의 연구를 통해, 재추출법 알고리즘에 대한 이론적 이해가 촉진되었으며, 수리 연산 소프트웨어 등을 사용한 고속연산을 통해 대용량 EEG/ERP 자료에 대한 즉각적인 파형 분석에 대한 잠재적인 가능성을 확인하였다.그 과정에서 보급형 EEG 장비의 장점과 한계점을 이해하고, 이를 사용하기 위한 추가 모듈 구현에 대한 필요성을 확인하였다. 아울러 실시간 EEG/ERP 분석의 장, 단점을 파악하고 장비를 구현하는 과정에서의 현실적인 제약 및 보완점에 대한 논의가 진행되었다. 특히 의식과 그에 따른 뇌파 반응과의 상관성 유무를 파악하는 과정에서 요구되는 행동적 자료에 대한 분석의 중요성이 부각되었으며, 실시간 뇌파 분석의 한계점과 이에 대한 보완 기법에 대한 추가 연구 필요성이 제기되었다.