뇌와 정보체 #11 P300

상상만으로 몸을 움직이는 것이 잘 되던가요?

이전글에서 상상만으로 몸을 움직였을 때도, 실제로 몸을 움직인것과 비슷한 신호가 나온다는 것을 알게 됐습니다.

이전글 - 뇌와 정보체 #10 운동 연상 (Motor Imagery)

이번 글에서도 뇌의 신기한 기능 한가지를 알아보겠습니다.

그것이 바로 P300 입니다.

피삼백!

단도직입적으로 설명하면 이렇습니다.

우리가 눈의 띄는 것을 보거나 듣거나 했을 때, 약 300ms 후에 뇌에서 큰 진폭의 뇌파가 검출된다.

P300 또는 P3는 이벤트에 의한 전위(event related potential, ERP)라고 합니다.

아래 그림과 같이 자극 후 약 300ms 후에 뇌파의 진폭이 크게 변합니다.

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자, 그럼 실험을 해보겠습니다. 아래 동영상을 봐주세요. (약 10초)

보셨나요? 전형적인 oddball 실험입니다.

oddball 실험은 일상적인 것들 중에서 눈에 띄는 것이 갑자기 튀어 나와서 뇌가 집중하게 되는 것을 말합니다.

일상적인 것을 볼 때는 P300이 관측되지 않지만, 집중한 상태에서는 P300이 관측됩니다. 특히 정수리 부분에서 검출이 잘 됩니다.

아래 그림을 보면 그 차이를 알 수 있습니다. 여기서 target이 집중한 상태를 의미하고, nontarget이 일상적인 상태를 의미합니다.

확실히 둘의 차이가 구별되죠?

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그런데 300ms가 아니라 420ms 정도에서 차이가 보이네요?

P300은 사람마다 차이가 좀 있긴 하지만 300ms - 500ms 사이에서 반응이 나타납니다.

뇌가 신선한? 자극을 느끼면 P300 현상이 나타납니다.

그런데 이 P300 현상을 어디에 써먹을 수 있을까요?

그건 바로바로바로바로바로.....

거짓말 탐지기!

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"뇌는 니가 뭘 느끼는지 말안해도 알 수 있다!"

전형적인 거짓말 탐지기는 polygraph라는 것이 있는데요.

이것은 혈압, 맥박, 호흡 등의 생체 신호를 측정하여, 질문에 대해 거짓말을 할 때 이런 신호들이 불규칙해지는 것으로 대답이 진짜인지 거짓인지 판별합니다.

polygraph는 철저한 상상 또는 자기 세뇌를 통해서 이와 같은 생리현상까지도 조절하게 되면 대답이 진짜인지 판별하기가 어렵죠.

그러나 P300은 이보다 더욱 조절하기 어려운 생리현상입니다.

범죄 현장의 사진을 보여주고 P300을 측정한다면, 범인이라면 분명 300ms 전후로 뇌파에 큰 변화가 발생하게 됩니다.

"You are under arrest!"

P300은 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain Computer Interface) 장치에도 사용됩니다.

특정 글자에 의식을 집중해서 어떤 글자에 집중하는지 P300 신호를 측정하여 추정하기도 합니다.

오늘의 실습: 또 P300을 어디에 쓰면 좋을지 생각해 보는 것입니다. 답이 없는 질문이니 맘껏 생각해보세요.