ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ미국 버클리 캘리포니아대(UC버클리) 연구팀이 뇌파를 분석해 음악을 재구성하는 기술을 개발했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 '플로스 생물학(PLOS Biology)'에 발표됐다.
로버트 나이트 UC버클리 신경학과 교수 연구팀은 뇌전증(간질) 치료를 위해 뇌 수술을 진행할 때 수술실에서 영국 록그룹 핑크 플로이드의 대표곡 '어나더 브릭 인 더 월(Another Brick in the Wall, Part 1)'을 약 3분 동안 재생했다. 환자 뇌 부위 표면에 전극을 삽입해 음악이 흐르는 동안 뇌파를 기록했고, 인공지능(AI)으로 분석한 다음 소리와 단어로 재구성했다.
연구팀은 총 29명 환자의 뇌파를 통합 분석한 결과, 원래 노래의 박자와 음정으로 볼 수 있을 정도로 재현이 가능했다고 밝혔다.
아래 영상을 재생하면 실제 환자의 뇌파로 재구성한 음악을 확인할 수 있다.(▲1초~15초:오리지널 음원▲16초~30초:환자 29명 뇌파로 재구성한 음원 ▲31초~45초:환자자 1명의 뇌파로 재구성한 음원)
연구팀에 따르면 노래 속 'All in all it was just a brick in the wall('이건 벽 속에 있는 또 다른 벽돌일 뿐이야)'라는 가사가 뭉개져 불분명하게 들린다.
연구팀의 로버트 나이트 교수는 "마치 물속에서 말하는 것처럼 들리지만 이는 첫 시도일 뿐이다. 전극을 고밀도로 구성한다면 음질을 높일 수 있다"고 말했다. 실제로 전극 간 간격이 3mm인 환자의 뇌파 분석이 5mm 간격인 환자보다 더 정확하게 이뤄졌다.
이번 연구는 뇌파를 감지해 인간의 사고와 기계 장치를 연결하는 뇌-기계 인터페이스(BMI) 기술을 기반으로 하고 있다. 뇌파로 물건을 컨트롤 할 수 있는 헤드셋, 생각만으로도 자유자재로 움직이는 로봇 팔 등도 BMI 기술에 해당한다. 이 같은 기술이 실현되면 몸에 불편을 안고 있는 사람의 삶의 질이 크게 향상될 수 있다.
나이트 교수는 "(뇌파로 음악을 재구성하는 기술은) 근위축성 측삭경화증(ALS·루게릭병) 등 환자용 뇌 임플란트에 음악성을 더해준다. 뇌에서 생각하는 것을 언어로 나타낼 뿐만 아니라 운율이나 감정도 나타낼 수 있게 되는 것"이라고 말했다.
단, 이번 기술을 이용하려면 뇌에 외과적 수술을 진행해 전극을 배치해야 한다. 연구팀에 따르면 외과적 수술이 필요 없는 비침습적인 방법으로는 뇌파를 정확하게 인식할 수 없다. 앞으로 머리 외부에 전극을 배치하는 것만으로 양호한 품질의 뇌파 검출이 가능해지기를 기대한다고 연구팀은 덧붙였다.
한편, 뇌 활동으로 음악을 재구성하는 연구는 구글과 일본 오사카대 연구팀 등도 진행하고 있다. 지난 7월 구글은 MRI로 분석한 뇌 활동 데이터로 음악을 재구성하는 인공지능(AI) 'Brain2 Music'을 발표했다.