전신마취 중에도 뇌는 문장의 패턴을 처리할까

KSquare USA · 2026년 10월 17일

보도·자료 날짜: 2026-10-15 재소개 / 원연구 2026-05-06 | Baylor College of Medicine / ScienceDaily

의식을 잃으면 뇌의 복잡한 정보처리도 모두 멈출까. 베일러 의대 연구진은 전신마취 상태의 사람 뇌에서 언어의 구조와 다음 내용을 예측하는 활동 일부가 남아 있음을 보고했다.

연구는 기억에 중요한 해마의 신호를 살폈다. 의식적으로 이야기를 듣고 있다고 보고할 수 없는 상태에서도 서로 다른 말의 종류와 언어 패턴에 대한 반응이 관찰됐다는 것이다. 이는 깨어 있는 경험과 뇌의 계산이 완전히 같은 현상은 아님을 시사한다.

그러나 이런 신호를 보인다고 해서 환자가 수술을 의식하거나 모든 말을 나중에 기억했다는 의미는 아니다. 정보가 처리되는 것과 주관적 경험, 기억 형성은 나누어 따져야 한다.

한 개의 전극보다 많은 신호가 필요한 이유

뇌 전체의 평균 활동을 볼 때와 여러 신경세포의 신호를 각각 기록할 때는 물을 수 있는 질문이 다르다. 일부 세포는 소리에 반응하고 다른 세포는 다른 언어 특징과 관련될 수 있다. 모두를 한데 섞으면 서로 다른 반응이 흐려질 수 있다.

이번 연구에서 쓴 Neuropixels 탐침은 여러 세포의 활동을 동시에 기록하는 데 쓰였다. 연구자는 그 신호에 자극의 어떤 정보가 담겼는지 분석한다. 정교한 측정 장비가 생각을 그대로 자막으로 바꿔 주는 것은 아니다. 신호와 과제 사이의 관계를 통계적으로 확인하는 과정이 필요하다. 측정이 세밀해졌다는 것과 해석이 자동으로 확정된다는 것을 구분해야 새 기술의 성과도 제대로 보인다.

실험은 특정 전신마취 조건과 해마를 중심으로 진행됐다. 다른 마취법과 수면, 혼수상태 또는 다른 뇌 영역에도 그대로 적용할 수 있는지는 아직 확인되지 않았다. 연구진은 향후 언어와 기억 회로를 이해하고 손상된 기능을 돕는 연구의 단서가 될 수 있다고 봤다.

소리가 났다는 반응과 말뜻을 처리하는 반응

뇌가 소리에 반응했다는 것만으로 언어를 이해했다고 말할 수는 없다. 문이 닫히는 소리나 기계음에도 신경 신호가 달라질 수 있다. 연구자는 단순히 소리가 들어왔다는 반응과, 패턴이나 의미의 차이에 관련된 반응을 나누어 살펴야 한다.

베일러 연구진은 마취 상태의 환자에게 반복되는 음과 예외적인 음을 들려주고, 해마의 여러 신경세포에서 신호를 기록했다. 익숙한 반복 사이에 다른 소리가 들어올 때 반응이 달라지는지를 본 것이다. 이어 이야기를 들려주면서 언어의 문법적·의미적 특징이 신호에 반영되는지 조사했다.

이런 측정에서 ‘다음 단어를 예측한다’는 말은 환자가 마음속으로 정답을 말해줬다는 뜻이 아니다. 연구자가 분석한 신경 활동에 다음에 올 언어 정보와 관련된 패턴이 담겨 있었다는 뜻이다. 실험 결과를 일상 언어로 옮길 때 가장 쉽게 생략되는 차이다.

의식은 전원이 켜지고 꺼지는 일일까

컴퓨터 한 대의 전원처럼 뇌 전체가 한꺼번에 멈추거나 깨어난다고 생각하면 이런 결과는 모순처럼 보인다. 하지만 신호가 처리되는 부분과 그 신호가 여러 영역에 공유돼 보고 가능한 경험이 되는 과정은 구분해서 연구할 수 있다. 한 영역의 정보가 남아 있어도 전체 경험이 같다고 할 수는 없다.

가령 외국어 문장을 듣고 소리의 반복을 구분하는 것과, 뜻을 이해해 나중에 설명하는 것은 다르다. 이 예시는 실험을 그대로 재현한 것이 아니라 정보처리의 여러 단계를 구분하는 비유다. 뇌 신호를 해석할 때도 자극을 감지했는지, 구조를 구분했는지, 경험으로 의식했는지를 따로 물어야 한다.

의사소통을 돕는 기술과의 연결

연구는 말을 할 수 없는 사람의 의사소통을 돕는 뇌-컴퓨터 인터페이스와도 연결될 수 있다. 그러나 의미 있는 신호가 있다는 발견만으로 사람의 생각을 자유롭게 읽는 장치가 생기는 것은 아니다. 개인마다 신호를 해석하고 정확도를 확인하며 어떤 질문에 답할 수 있는지 시험해야 한다.

또한 이번 자료는 특정 마취와 수술 조건에서 얻었다. 마취와 수면, 혼수상태는 모두 반응이 줄어드는 모습이 있어도 같은 뇌 상태가 아니다. 서로 바꿔 부르면 연구가 답하지 않은 문제까지 답한 것처럼 보인다.

이 연구가 흥미로운 까닭은 의식이 없어도 모든 것이 그대로라는 결론에 있지 않다. 우리가 ‘꺼졌다’고 표현한 상태 안에 어떤 계산이 남고 무엇이 사라지는지, 이전보다 더 세밀하게 질문할 수 있게 됐다는 데 있다.

자료와 출처

Baylor College of Medicine / ScienceDaily

Baylor College of Medicine · 연구 발표

Nature · 연구 논문

KSquare USA 편집부 · 출처에 근거한 재구성과 배경 해설. 비유와 감상은 설명을 위한 편집부의 서술입니다.