감정과 정신 활동을 측정하는 웨어러블 기기

(Wearable devices that collect electrodermal activity (like the research devices above) can be used to accurately (and almost instantaneously) infer important data about the wearer's mental state. Credit: NYU Tandon School of Engineering)

웨어러블 기기로 뇌 활동과 정신 활동을 측정할 수 있는 기술이 한 걸음 더 현실에 가까워졌다는 소식입니다. 다소 이상하게 들릴 순 있지만, 과학자들은 뇌가 아닌 피부에서도 뇌의 활동을 측정할 수 있다는 사실을 알고 있습니다. 바로 전기 피부 활동 (electrodermal activity (EDA)) 측정하는 것입니다.

우리가 정신적 스트레스를 받게 되면 피부에도 변화가 일어납니다. 교감 신경계 (sympathetic nervous system)가 흥분하면서 땀이 많이 나오고 피부의 전기 전도가 높아집니다. 교감 신경계를 직접 모니터에 하기는 어렵지만, 이런 여러 가지 변화를 웨어러블 기기로 측정하는 일은 가능합니다.

뉴욕 대학의 연구팀은 실시간으로 이를 측정하기 위해 MINDWATCH(Multimodal Intelligent Noninvasive brain state Decoder for Wearable AdapTive Closed-loop arcHitectures)라는 손목 시계형 장비를 개발했습니다. 물론 아직은 부피가 크지만, 앞으로 연구를 통해 이름처럼 스마트 워치와 통합할 수 있을 것으로 생각합니다.

하지만 진짜 문제는 크기보다 사람마다 교감 신경계의 흥분 정도와 피부 상태가 다르다는 점입니다. 따라서 연구팀은 26명의 건강한 자원자를 대상으로 뇌 활동과 EDA 정보를 수집해 정신 상태를 수초 안에 예측하는 알고리즘을 만들었습니다. 연구팀은 실제 EDA 모니터링 웨어러블 기기의 개발을 위한 중요한 단계를 넘었다고 보고 있습니다.

아직은 상용화까지 갈 길이 멀지만, 만약 웨어러블 기기로 긴장 상태나 정신 상태를 측정할 수 있다면 여러 가지 응용이 가능할 것으로 기대됩니다. 예를 들어 외상 후 스트레스 장애 (PTSD)나 공황 장애, 자살 충동 등 여러 가지 정신과 질환에서 위험 신호를 조기에 포착해 치료할 수 있습니다.

또 다른 응용 범위는 당뇨성 신경병증 (diabetic neuropathy)처럼 신경에 영향을 주는 질병의 진단과 모니터링입니다. 기본적으로 신경의 활동과 전도성을 측정하는 만큼 도움이 될 수 있습니다.

과연 실제로 EDA 측정 기술이 웨어러블 기기와 통합될 수 있을지 궁금해지는 소식입니다.

참고

https://medicalxpress.com/news/2022-08-wearable-technology-mental-skin.html

Rafiul Amin et al, Physiological characterization of electrodermal activity enables scalable near real-time autonomic nervous system activation inference, PLOS Computational Biology (2022). DOI: 10.1371/journal.pcbi.1010275

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