쉰다섯 살의 앤 린지(女)는 최근 주의력이 눈에 띄게 산만해지는 것 같아 고민하기 시작했다. "나이가 들면서 몇 가지 일들을 동시에 처리하기가 점점 더 어려워지는 것 같아요"라고 그녀는 말했다. 그래서 그녀는 임상시험에 지원했다. 임상시험의 주제는 "비디오 게임이 쇠퇴해 가는 노인의 인지능력을 향상시킬 수 있는가?"라는 것이었다. 임상시험의 결과는 고무적이었다. "처음에는 인지능력을 잃어간다는 것에 절망했어요. 하지만 이제는 주의력을 향상시키는 방법을 터득했어요"라고 그녀는 말했다.
컴퓨터 게임 업체들은 오랫동안 "컴퓨터 게임이 사용자를 똑똑하게 한다"고 주장해 왔지만, "게임은 게임일 뿐, 게임 능력의 향상이 업무능력이나 학습능력의 향상으로 이어지지는 않는다"는 비판을 받아 왔다(참고논문 1). 그러나 이번 주 Nature에 실린 논문에 의하면, "노인들을 대상으로 실시된 임상시험(앤 린지가 참가한 임상시험) 결과, 「인지능력 향상을 위한 맞춤형 게임」이 노인들의 인지능력을 향상시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다"고 한다(참고논문 2).
(1) 연구의 개요
이번 연구에서, UCSF의 애덤 개절리 박사(신경과학)가 이끄는 연구진은 "뉴로레이서(NeuroRacer)라는 게임이 노인들의 멀티태스킹 능력을 향상시킬 수 있으며, 게임을 통해 향상된 멀티태스킹 능력이 일상생활에 적용됨은 물론 6개월 동안 지속된다"는 사실을 입증했다. 나아가 연구진은 인지능력이 개선됨에 따라 뇌의 활성화 패턴(patterns of brain activity)이 변화하는 메커니즘도 밝혀냈다고 한다.
뉴로레이서는 3차원 비디오게임으로, 사용자들은 왼쪽 엄지손가락을 이용하여 (상하좌우로 굴곡이 심한 길을 따라) 車를 운전하면서, 눈으로는 (무작위적으로 출몰하는) 신호를 계속 응시해야 한다. 만일 신호가 특정한 형태나 색깔을 띠면, 오른쪽 손가락으로 총알을 발사하여 명중시켜야 한다. "이 게임은 멀티태스킹 능력 향상을 위해 고안되었지만, 실생활에 적용될 수 있는 몇 가지 인지능력, 예컨대 집중력, 업무전환 능력, 작업기억(working memory: 몇 가지 정보를 일시적으로 머릿속에 담아둘 수 있는 능력)을 개선하는 효과가 있는 것으로 보인다"고 개절리 박사는 말했다.
(2) 인지능력 향상
개절리 박사가 이끄는 연구진은 이번 연구를 위해 1단계로, 20대, 30대, 40대, 50대, 60대, 70대로 골고루 구성된 참가자 30여 명을 모집하였다. 뉴로레이서를 이용한 1차 테스트 결과, 참가자들은 연령이 증가함에 따라 멀티태스킹 능력이 떨어지는 것으로 확인되었다. 연구진은 2단계로, 60~85세의 노인 46명을 별도로 모집한 다음, 새로운 버전의 뉴로레이서를 이용하여 4주 동안 트레이닝시켰다. 새로운 버전의 뉴로레이서는 노인들의 인지능력 향상을 위해 특별히 고안된 것으로, 사용자의 능력이 향상될수록 난이도가 높아지도록 설계되었다. 트레이닝을 마친 노인들은 게임 능력이 향상되어 평범한 (트레이닝 받지 않은) 20대 청년들보다도 높은 점수를 받았으며, 이 능력은 6개월 동안 - 보충훈련을 받지 않아도 - 유지되는 것으로 나타났다.
한편 연구진은 별도의 측정수단을 이용하여, 참가자들을 대상으로 트레이닝 전후의 인지능력 변화를 측정했는데, 매우 흥미로운 결과가 나왔다. 참가자들은 멀티태스킹 능력은 물론, 게임 설계자가 특별히 의도하지 않은 인지능력(예: 작업기억, 지속적 주의력)까지도 향상된 것으로 나타난 것이다. 작업기억과 지속적 주의력(sustained attention)은 일상생활에서 - 예컨대, 신문을 읽는다든지 요리를 한다든지 할 때 - 요긴하게 사용되는 능력들이다.
"참가자들은 현저한 인지능력 향상을 보였다. 사실, 뉴로레이서는 고도의 멀티태스킹 능력을 요구하긴 하지만, 작업기억과 지속적 주의력을 그리 많이 요구하지는 않는다. 그럼에도 불구하고 향상된 멀티태스킹 능력이 다른 인지능력의 향상을 동반하면서, 참가자들의 인지능력이 전반적으로 향상되는 결과를 초래했다"고 연구진은 말했다.
(3) 메커니즘
연구진은 뉴로레이서가 노인들의 인지능력을 향상시키는 메커니즘을 알아내기 위해, 참가자들이 게임에 몰두해 있는 동안 뇌파검사기(EEG)를 이용하여 참가자들의 뇌활성을 기록했다. 그 결과, 게임능력이 향상됨에 따라 전전두피질(prefrontal cortex: 인지 제어에 관여하는 영역)의 활성이 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 특히 「지속적 주의력」의 향상과 비례하는 것으로 밝혀졌다. 한편 참가자들은 전전두피질과 뇌의 뒤쪽을 연결하는 신경망의 활성도 증가한 것으로 나타났다.
(4) 착한 게임
"게임 업체들은 뇌 훈련 패키지(brain-training packages)의 효과를 옹호해 왔는데, 일부 업체들은 과학적 증거의 뒷받침 없이 비현실적인 주장만을 되풀이해 왔다. 한편 일부 심리학자들은 `인간의 작업기억과 주의력은 고정돼 있는 것으로, 훈련을 통해 향상될 수 없다`고 주장해 왔다. 그러나 이번 연구에 의하면, 인간의 인지능력은 훈련을 통해 향상될 수 있는 것으로 보인다. 물론 훈련방법이 적절해야 한다는 단서가 붙기는 하지만 말이다"라고 카롤린스카 연구소의 연구원이자 코그메드의 컨설턴트인 토르켈 클링버그 박사는 논평했다. (코그메드社는 1999년 클링버그 박사가 설립한 업체로, 특히 주의력결핍장애 환자들을 위한 컴퓨터 기반 훈련기법을 개발하여 판매하고 있다. 참고논문 3)
2012년 개절리 박사는 아킬리(Akili)라는 업체를 공동설립하여, 과학기술 고문 역할을 담당하고 있다. 이 업체는 뉴로레이서와 유사한 상업용 게임을 개발하고 있는데, 이 게임은 현재 연구용으로만 사용되고 있지만, FDA의 승인을 얻는 대로 치료용으로 시판될 예정이다. "「게임을 이용한 치료법」은 우울증이나 정신분열증 등의 질환을 치료하는 데도 도움이 될 수 있다"고 스위스 제네바 대학의 다프네 바벨리어 박사(인지 신경과학)는 말했다. (바벨리어 박사는 뇌기능 향상을 위한 컴퓨터 게임을 개발하고 있으며, 아킬리社의 고문을 겸직하고 있다.)
개절리 박사는 "비디오 게임을 만병통치약이라고 생각해서는 안 된다"며 비디오 게임에 대한 과장광고를 경계하고 있다. 그러나 이번 임상시험에 참가했던 앤 린지는 게임의 긍정적 역할이 밝혀졌다는 것과, 여기에 자신이 일정부분 기여했다는 것에 만족해 하고 있다. "나는 노인들의 뇌도 훈련을 통해 학습을 하는 것이 가능하다는 사실을 알게 되어 너무 기쁘다. 또한 나의 뇌가 의학연구의 발전에 기여하게 된 것을 기쁘게 생각한다"고 그녀는 말했다.
※ 참고논문:
1. Owen, A. M. et al. Nature 465, 775?778 (2010).
2. Anguera, J. A. et al. Nature 501, 97?101 (2013).
3. Klingberg, T. Trends Cogn. Sci. 14, 317?324 (2010).
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