Spontaneous Force Fluctuations as a window into the mind: methodological challenges and perspectives

수십 년 동안 심리학자들이 인간 정신의 작동 방식을 연구해 온 표준적인 방법은 사람들에게 가능한 한 빨리 버튼을 누르라고 요청하는 것이었습니다. 질문을 보고 버튼을 누를 때까지의 찰나의 지연 시간을 측정함으로써, 연구자들은 주의력, 기억력, 그리고 언어의 숨겨진 메커니즘을 그려왔습니다. 반응 시간(reaction time)이라고 알려진 이 방법은 인지 과학의 중추 역할을 해왔습니다. 그러나 새로운 접근 방식은 버튼을 누르는 순간에 이야기가 끝나지 않는다는 점을 시사합니다. 마음은 단지 언제 행동할지를 결정할 뿐만 아니라, 우리가 아무것도 움직이려 노력하지 않을 때조차도 우리 주변의 세계를 어떻게 붙잡고 있을지에 영향을 미칩니다. 마치 사람이 긴장하거나 흥분했을 때 목소리가 미세하게 떨리는 것처럼, 물체를 쥐고 있는 손의 작은 근육들 또한 뇌가 무엇을 생각하고 있는지에 반응하여 변동합니다. 이러한 미세하고 불수의적인 압력의 변화는 이제 정신을 들여다보는 새로운 창으로 사용되어, 우리가 정신적 과업을 수행하는 동안 우리 머릿속에서 어떤 일이 일어나고 있는지에 대한 지속적인 데이터 스트림을 제공합니다.

프랑스와 네덜란드의 연구팀은 최근 이 신흥 분야의 지형을 그려내기 위한 작업을 시작했습니다. 그들은 이러한 미세한 손 움직임을 사용하여 인간의 사고를 연구한 약 15년 동안의 연구들을 체계적으로 검토했습니다. 그들의 목표는 새로운 정신 이론을 발견하는 것이 아니라, 현재 사용 중인 무질서한 방법론의 모음을 정리하는 것이었습니다. 그들은 기본 아이디어는 단순하지만—사람에게 센서를 잡게 한 채 생각하거나, 듣거나, 문제를 풀게 하는 것—실제로 과학자들이 이를 수행하는 방식은 실험실마다 매우 다양하다는 것을 발견했습니다. 어떤 연구자들은 특정 유형의 금속 센서를 사용하고, 다른 이들은 플라스틱을 사용하며, 어떤 이들은 참가자에게 두 손가락으로 장치를 잡으라고 하는 반면 다른 이들은 세 손가락을 사용하게 합니다. 또한 어떤 이들은 데이터를 분석할 때 정확한 밀리초 단위로 살펴보는 반면, 다른 이들은 더 넓은 패턴을 봅니다. 이 리뷰의 저자들은 실험을 구축하고 결과를 읽는 데 있어 공유된 규칙 세트가 없다면, 두 연구가 실제로 동일한 것을 측정하고 있는지 알기 어렵다고 주장합니다.

이 리뷰는 이러한 자발적인 힘의 변동을 관찰한다는 정의에 부합하는 23개의 특정 연구를 식별했습니다. 이 실험들에서 참가자들은 본 것을 바탕으로 센서를 꽉 쥐거나 힘을 빼라는 지시를 받지 않았습니다. 대신, 그들은 뇌가 정보를 처리하는 동안 물체를 안정적으로 잡고 있으라는 요청을 받았습니다. 센서들은 인간의 촉각으로는 거의 느낄 수 없는 단위인 수천 분의 1 뉴턴만큼 작은 압력 변화도 감지할 수 있을 만큼 민감했습니다. 장비의 민감도에도 불구하고, 연구진은 과학계가 아직 실험 설정의 가장 중요한 세부 사항들에 대해 합의하지 못했다는 것을 발견했습니다. 예를 들어, 센서의 두께를 보고한 연구는 약 3분의 1에 불과했는데, 이는 사람이 물체를 자연스럽게 쥐는 방식에 영향을 주는 세부 사항입니다. 마찬가지로, 장치의 무게를 언급한 연구는 절반 미만이었으며, 실내 온도나 참가자 사이에서 센서를 세척했는지 여부를 보고한 연구는 거의 없었습니다. 이러한 누락된 세부 사항들은 중요합니다. 왜냐하면 손이 표면에 닿는 방식은 마찰과 움켜쥐기의 안정성을 변화시켜, 연구자가 측정하려는 바로 그 신호를 변경할 가능성이 있기 때문입니다.

리뷰는 또한 데이터를 정제하는 방법들이 일관되지 않다는 점을 강조했습니다. 사람이 센서를 잡고 있으면 손은 자연스럽게 미세하고 불수의적인 조정을 하게 됩니다. 때때로 사람은 재채기를 하거나, 몸무게를 옮기거나, 실수로 너무 세게 쥐기도 합니다. 연구자들은 이러한 움직임 중 무엇이 버려야 할 '노이즈'이고 무엇이 뇌의 활동에 의한 진정한 신호인지를 결정해야 합니다. 저자들이 검토한 연구들은 이 결정을 내리는 서로 다른 규칙을 사용했습니다. 어떤 연구는 만약 0.1초 동안 힘이 특정 양만큼 변하면 해당 시행(trial)을 폐기하는 반면, 다른 연구들은 다른 임계값을 사용했습니다. 이러한 규칙들이 표준화되지 않았기 때문에, 동일한 원시 데이터를 보고 있는 두 명의 연구자가 뇌가 무엇을 하고 있었는지에 대해 완전히 다른 결론에 도달할 수도 있습니다. 저자들은 이 분야가 새로운 영토를 지도화하기 위해 출발하기 전의 탐험가들이 지도를 합의하는 것처럼, 공통된 언어와 공통된 보고 표준에 합의해야 한다고 제안합니다.

이러한 방법론적 문제점에도 불구하고, 리뷰는 이 접근 방식이 효과가 있음을 확인해 줍니다. 분석에 포함된 연구들은 이러한 미세한 힘의 변화가 광범위한 정신 활동과 연결되어 있음을 성공적으로 보여주었습니다. 사람들이 "쥐다"나 "차다"와 같은 물리적 행동과 관련된 단어를 들을 때, 추상적인 단어인 "생각하다"를 들을 때보다 움켜쥐는 힘이 약간 더 강해집니다. 사람들이 정서적인 사진을 볼 때, 그들의 쥐는 힘은 내부 상태를 반영하는 방식으로 변화합니다. 숫자의 영역에서, 힘의 변동은 사람들이 숫자의 크기를 처리하는 방식을 추적하며, 단순한 반응 시간만으로는 알 수 없는 방식으로 작은 값과 큰 값을 구분해 냅니다. 이 데이터는 우리가 그저 가만히 앉아 생각하고 있을 때조차 뇌의 운동 시스템이 활성화되어 있으며 참여하고 있다는 것을 시사하며, 이러한 참여가 손의 근육에 흔적을 남긴다는 것을 보여줍니다.

저자들은 이 방법의 잠재력은 높지만, 그 미래는 더 나은 조직화에 달려 있다고 결론짓습니다. 그들은 연구자들이 모호한 용어를 사용하는 것을 멈추고, 과업의 일부로서 발생하는 힘과 자발적으로 발생하는 힘을 명확히 구분하는 정밀한 정의를 사용해야 한다고 제안합니다. 또한 그들은 모든 연구에서 센서의 정확한 유형, 참가자의 자세, 그리고 데이터를 필터링하는 데 사용된 구체적인 규칙을 포함하여 핵심적인 정보 세트를 보고할 것을 촉구합니다. 이러한 변화를 통해 과학계는 흥미롭지만 고립된 실험들의 모음을 견고하고 신뢰할 수 있는 도구로 바꿀 수 있습니다. 목표는 한 국가의 과학자가 사고 과정을 측정했을 때, 다른 나라의 과학자가 실험을 반복하여 동일한 결과를 얻을 수 있도록 하는 것입니다. 그때까지 이 분야는 인간 정신의 숨겨진 역동성을 완전히 드러낼 수 있게 해줄 표준을 기다리는, 유망하지만 파편화된 개척지로 남아 있을 것입니다.