AI 사용이 뇌 활동에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 초기 단계에 있지만, 몇 가지 주목할 만한 결과들이 보고되고 있습니다. 특히, AI 의존도가 높아질수록 뇌 기능에 변화가 있을 수 있다는 우려와 함께, AI를 활용하여 뇌 연구 자체를 발전시키는 긍정적인 측면도 있습니다.
다음은 AI 사용, 인터넷 사용, 그리고 자신의 지식 활용에 따른 뇌 활동 변화 및 AI가 뇌 건강에 미치는 영향에 대한 연구 사례들을 정리한 내용입니다.
AI 사용에 따른 뇌 사용 빈도 및 뇌 건강 영향 연구 사례
1. AI 사용과 인지 능력 저하
- 스위스 비즈니스 스쿨(SBS Swiss Business School) 연구 (666명 대상): 일상생활에서 AI 도구 사용이 증가하면서 비판적 사고력이 약화될 수 있다는 연구 결과가 나왔습니다. AI 도구 사용 빈도가 높을수록 비판적 사고력이 감소하는 뚜렷한 부정적 상관관계가 발견되었으며, 특히 AI 의존도가 높은 젊은 참가자(17-25세)들이 더 낮은 비판적 사고력 점수를 보였습니다.
- MIT 연구 (챗GPT 사용자 뇌파 측정 결과): 생성형 AI, 특히 대규모 언어 모델(LLM) 사용이 학습 능력 저하로 이어질 수 있다는 연구 결과가 나왔습니다. 챗GPT 사용자 그룹에서 뇌파 측정 결과 학습 능력 저하, 인지 및 기억력 감소가 관찰되었으며, 집중력과 관련된 전두엽 중심 세타파(frontal-midline theta) 활동이 현저하게 낮았습니다. 연구진은 AI 사용 그룹에서 세타파 연결이 약하거나 거의 존재하지 않았다고 분석했습니다. 이는 인지 부채(Cognitive debt)를 줄이기 위해 AI에 작업을 맡길 때, 진정한 창의성과 비판적 사고가 필요한 작업을 식별하는 것이 중요함을 시사합니다.
2. AI와 뇌 활동의 유사성 및 연구 활용
- 컴퓨터 코딩 시 뇌 활동: 프로그래머가 컴퓨터 스크립트를 분석하고 이해할 때 뇌의 두 회로(전두엽, 두정엽 영역의 다중 요구 네트워크 및 왼쪽 측두엽의 언어 센터)에서 매우 특정한 활동 패턴이 나타나는데, 이는 프로그래밍 AI 시스템의 활동 패턴과 놀랍도록 유사하다는 연구 결과가 있습니다. 이는 인간과 기계가 매우 유사한 활동 패턴과 신경 표현을 생성할 수 있음을 보여줍니다.
- AI 기반 뇌 연구 혁신:
- 하버드 대학교 및 구글 딥마인드 가상 쥐 실험: AI 두뇌로 조종되는 가상 쥐를 통해 뇌 연구의 혁신을 이끌어낼 수 있다는 연구가 '네이처'지에 게재되었습니다. AI 모델의 신경 활성화 패턴이 실제 쥐가 동일한 작업을 수행할 때 나타내는 신경 활성화 패턴과 매우 유사하다는 것을 보여주며, 이는 AI가 뇌의 생물학적 반응을 정확하게 모방할 수 있음을 시사합니다. '가상 신경과학'이라는 새로운 분야를 개척하여 뇌의 작동 방식을 이해하고 새로운 치료법 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대됩니다.
- 초파리 뇌 지도 제작: AI 기술이 초파리 뇌 지도 제작에 결정적인 역할을 했습니다. 초파리 뇌 단면 2,100만 장을 AI를 활용해 3D 뇌 지도로 만들었으며, 이는 AI 없이 인간이 했다면 약 5만 년이 걸릴 작업이라고 합니다.
3. 인터넷 사용과 뇌 기능 변화
- 인터넷 중독과 뇌 신경망 변화: 청소년들의 인터넷 중독이 뇌 신경망 신호에 변화를 일으켜 행동과 발달에 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과가 있습니다. 인터넷 중독은 지적 능력, 작업 기억, 신체 조정, 감정 처리 등과 관련된 뇌신경 네트워크의 신호 전달 장애와 연관이 있으며, 이는 청소년의 발달 및 정신 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 특히, 능동적 사고에 관여하는 실행 제어 네트워크(ECN)의 기능적 연결성이 전반적으로 감소하고, 주의력, 계획, 의사 결정, 충동적 행동 등에서 장애를 보였습니다.
- 주의 분산 및 집중력 저하: 인터넷에서 끊임없이 나오는 알림과 정보는 주의를 분산시켜 단일 작업에 대한 집중력을 저하시킬 수 있습니다.
- 단기 기억력 감퇴: 온라인에서 정보를 쉽게 얻을 수 있다는 점은 뇌의 정보 저장 방식을 변화시켜 단기 기억력 감퇴로 이어질 수 있습니다. 인터넷이 외부 메모리처럼 작용하여 스스로 기억할 필요성을 줄이기 때문입니다.
4. 자신의 지식 활용 (독서)과 뇌 활성화
- 독서와 뇌 활성화: 세계적인 뇌과학자 가와시마 류타 교수의 14년간 7만 명의 뇌를 추적 연구한 결과에 따르면, 독서는 디지털 시대에 가장 필요한 뇌 활성화 도구임을 발견했습니다. 2분만 책을 읽어도 뇌는 새로운 지식을 쉽게 받아들이는 상태가 되며, 매일 1~2쪽만 읽어도 기억력이 향상되어 뇌가 10년은 더 젊어지는 효과를 얻을 수 있다고 합니다. 얇은 책이라도 한 권을 끝까지 읽으면 창의력이 향상되는 것으로 나타났습니다. 스마트폰 사용 시 뇌는 이완 상태에 머물고 학습에 필수적인 배외측 전전두엽이 활성화되지 않는 것과 대조적입니다.
