A common neural mechanism underlies experiences of passage of time
가상 현실 환경에서 EEG를 사용한 이 연구는 특정 시각적 자극이나 실제 지속 시간과 관계없이, 상황에 독립적인 공통된 신경 진동 기제가 시간의 흐름에 대한 주관적 경험의 근저에 있음을 입증한다.
원본 논문은 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. 이것은 동료 심사를 거치지 않은 프리프린트의 AI 생성 설명입니다. 의학적 조언이 아닙니다. 이 내용을 바탕으로 건강 관련 결정을 내리지 마세요. 전체 면책 조항 읽기
시간은 무엇을 하고 있느냐에 따라 다르게 느껴집니다. 지루한 줄을 서서 기다릴 때 몇 분은 영겁처럼 길게 느껴질 수 있지만, 매혹적인 대화에 몰입해 있을 때는 몇 시간이 눈 깜짝할 사이에 사라져 버리기도 합니다. 시간이 빠르게 혹은 느리게 흐른다는 이 느낌은 단순히 실제로 몇 초가 흘렀는지를 세는 것과는 구별되는, 보편적인 인간의 경험입니다. 과학자들은 이러한 주관적인 시간의 흐름에 대한 느낌이 단지 다양한 상황에서 뇌가 부리는 여러 가지 정신적 속임수의 집합인지, 아니면 그 밑바닥에서 작동하는 하나의 일관된 엔진이 있는 것인지 오랫동안 궁금해해 왔습니다. 뇌는 우리가 지루하든 흥분하든 상관없이 시간이 빨리 간다는 느낌을 만들기 위해 하나의 특정한 방법을 사용하는 것일까요, 아니면 맥락에 따라 완전히 기어를 바꾸는 것일까요?
이를 밝히기 위해 율리히 연구소(Forschungsächzentrum Jülich)와 쾰른 대학교의 연구진은 참가자들이 가상 현실 세계 안에서 움직이는 별들로 가득 찬 하늘을 관찰하도록 설계된 실험을 진행했습니다. 그들은 별들이 어떻게 움직이든 상관없이, 사람이 시간이 빠르게 흐른다고 느끼는지 혹은 느리게 흐른다고 느끼는지를 예측할 수 있는 뇌의 전기적 활동에서 공통된 패턴을 찾고자 했습니다. 연구팀은 헤드 마운트 디스플레이를 사용하여 참가자들에게 색깔 있는 별들이 펼쳐진 들판을 바라보는 우주선 조종석의 시야를 보여주었습니다. 이 별들은 서로 다른 속도로 움직이고 서로 다른 숫자로 나타나, 시간이 빨라지거나 느려지는 것처럼 느껴지도록 만들 수 있는 시각적 환경을 조성했습니다. 참가자들이 이 별들을 약 20초 동안 관찰하는 동안, 연구진은 64개의 센서가 달린 캡을 머리에 씌워 두피의 뇌파를 기록했습니다.
연구는 두 가지 주요 변수에 집중했습니다: 별이 얼마나 빨리 움직이는지와 하늘에 별이 얼마나 많은가 하는 점입니다. 이 두 가지 요소를 변화시킴으로써 연구진은 여섯 가지 서로 다른 버전의 별밭을 만들었습니다. 어떤 것은 움직임이 전혀 없었고, 어떤 것은 느리게 움직였으며, 어떤 것은 빠르게 움직였습니다. 마찬가지로, 어떤 것은 별이 몇 개뿐이었고, 다른 것들은 별로 빽빽했습니다. 각 관찰이 끝난 후, 참가자들은 어떤 색이 가장 지배적이었는지 보고한 다음, 시간이 얼마나 빠르게 흘렀다고 느꼈는지를 0에서 100 사이의 척도로 평가했습니다. 결과는 시각적 변화가 효과가 있었음을 확인해주었습니다. 별이 더 빠르게 움직이거나 더 많아질 때, 사람들은 일관되게 시간이 더 빠르게 지나간다고 보고했습니다.
그러나 이 연구의 핵심은 참가자들이 무엇을 느꼈느냐가 아니라, 그들이 그것을 느끼는 동안 뇌가 무엇을 하고 있었느냐는 것이었습니다. 연구진은 20초간의 관찰 기간을 작은 2초 단위의 스냅샷으로 나누고, 그 순간들의 뇌 전기 리듬을 분석했습니다. 그들은 컴퓨터 프로그램을 사용하여 특정 뇌파 패턴과 참가자가 나중에 줄 점수 사이의 관계를 찾았습니다. 그 결과, 관찰 중의 뇌 전기 상태가 실제로 그 사람이 시간의 흐름을 어떻게 판단할지를 예측하는 신뢰할 만한 지표라는 것을 발견했습니다. 만약 뇌가 특정 패턴의 활동을 보인다면, 컴퓨터는 그 사람이 시간이 느리게 간다고 말할지 혹은 빠르게 간다고 말할지를 정확하게 추측할 수 있었습니다.
가장 중요한 발견은 연구진이 이 뇌 패턴이 단 한 가지 유형의 별밭에만 국한된 것인지, 아니면 보편적인 신호인지를 테스트했을 때 나타났습니다. 연구진은 컴퓨터에 한 가지 특정 속도와 별의 밀도 조합에 대한 뇌 패턴을 학습시킨 다음, 그 동일한 패턴이 완전히 다른 조합에서도 예측이 가능한지 물었습니다. 예를 들어, 느리게 움직이는 별을 관찰하며 얻은 뇌 패턴이 빠르게 움직이는 별을 볼 때의 시간 느낌을 예측할 수 있을까요? 답은 '예'였습니다. 붐비고 빠르게 움직이는 하늘에서 시간이 빠르게 지나간다는 느낌을 예측했던 것과 동일한 신경학적 징후가, 드문드문하고 느리게 움직이는 하늘에서도 시간의 흐름을 예측했습니다. 이는 뇌가 모든 서로 다른 상황마다 별도의 메커니즘을 사용하는 것이 아님을 시사합니다. 대신, 뇌는 환경의 변화 강도를 시간의 흐름이라는 직접적인 경험으로 변환하는 단일하고 안정적인 프로세스에 의존합니다.
이 발견은 우리의 시간 감각이 사건이 끝난 후 스스로에게 들려주는 사후적인 이야기일 뿐이라는 생각에 도전합니다. 만약 그렇다면, 사건 도중의 뇌 패턴은 그렇게 정확하게 예측할 수 없었을 것이며, 한 상황의 규칙이 다른 상황에는 적용되지 않을 것입니다. 대신, 증거들은 이것이 지각과 같은 과정, 즉 뇌가 우리 주변 세계의 변화율을 시간의 흐름이라는 직접적인 경험으로 지속적으로 변환하는 과정임을 가리킵니다. 비록 이 연구가 특정 시각적 자극을 가진 통제된 가상 환경에서 수행되었지만, 이는 우리가 시간을 경험하는 다양한 방식의 밑바탕에 깔린 공통된 신경 메커니즘에 대한 첫 번째 명확한 증거를 제공합니다. 이는 우리가 별밭을 보고 있든 바쁜 하루를 살아가고 있든, 뇌가 시간이 흐르고 있다는 것을 우리에게 알려주기 위해 동일한 근본적인 언어를 사용한다는 것을 시사합니다.
연구 분야의 논문에 파묻히고 계신가요?
연구 키워드에 맞는 최신 논문의 일일 다이제스트를 받아보세요 — 기술 요약 포함, 당신의 언어로.