포스텍·한국과학기술연구원, 의식·무의식 사이 ‘임계전이 현상’ 규명

아주경제 권석림 기자= 포스텍(포항공과대)은 김승환 물리학과 교수가 한국과학기술연구원(KIST)과 공동으로 생체의 뇌신호를 통해 의식에서 무의식으로 전환될 때 일어나는 임계전이 현상을 규명했다고 18일 밝혔다.

임계전이란 물질의 상태가 변화하는 과정에서 한 상태와 다른 상태 사이의 경계 지점에서 큰 요동이 발생하는 현상이다.

이 연구는 의식을 잃은 것으로 보이는 뇌에서 부분적으로 깨어있는 뇌부위가, 의식이 있는 것으로 보이는 뇌에서 부분적으로 활동이 정지된 뇌부위가 각각 있을 수 있다는 사실을 처음 밝힌 것으로 평가받고 있다.

연구팀은 살아있는 쥐에 마취제를 주사한 뒤 운동과 촉각인지에 관련된 신호를 대뇌피질과 시상회로에서 측정해 뉴런이 정보전달을 하지 못할 때 발생하는 특정한 뇌파를 추적했다.

그 결과 의식을 잃거나 찾을 때 뇌의 상태가 급작스럽게 변하는 것이 아니라 두 상태 사이에서 큰 요동을 보이며 바뀌는 임계전이 현상을 보이는 것을 발견했다.

이번 성과는 의료사고 방지를 위해 환자의 의식과 무의식을 정확하게 판별할 수 있는 ‘대리표지자’ 개발은 물론 의식과 무의식 상태의 정보흐름 구조를 규명하는데 기여할 것으로 기대했다.