바이노럴 비트(Binaural Beats) 효과와 원리, 그리고 과학적 검증
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트로관리자 19-11-11 16:47 조회 44,557회 댓글 9건본문
뇌파 동조 이론(The Frequence-following Effect)
필자가 초중고 시절만 하더라도 MC2 라는 뇌파동조 기계가 엄청난 유행이었다. 교실에 가면 열에 한명 정도는 갖고 있었고, 비슷한 시기에 아이도저(I Doser)라는 MP3 파일이 나돌면서 일명 '사이버 마약'도 유행이 동시에 퍼졌었다. 이는 모두 뇌파동조(바이노럴 비트 - Binaural Beats)를 활용한 것이다.
이것은 과학적으로 검증된 것일까? 아니면 일종의 유사과학(Pseudo-science)인가?
예전에도 그랬지만 이러한 논란은 지금도 현재진행형이다.
우리의 기분이나 의식상태 혹은 몸의 상태에 따라 뇌는 각기 다른 주파수를 방출한다는 사실에 '뇌파'를 역이용 해보자는 것이 기본 원리이다.
우리는 평온하고 나른할 때 알파파장(Alpha, 8~12Hz), 자각몽 혹은 꿈을 꾸면서 일어나기 전이나 졸릴 때 세타파장(Theta, 4~7Hz), 스트레스를 받거나 긴장, 흥분 상태에 있을 때에는 고베타파장(High Beta 18~30Hz), 깊은 수면이나 명상에 들어갈 때 델타파장(Delta, 0.5~4Hz), 집중하고 창조적인 상태를 유지할 때 베타파장(Beta, 15~18Hz)의 뇌파를 방출한다고 알려져 있다. 이것은 독일의 정신과 의사 한스 베르거(Hans Berger)의 뇌파 발견에 기초를 두고 있다.
바이노럴 비트는 우리의 보통 일상생활에서 베타파장을 유지하고 있기 때문에 이것에 인위적인 변조를 통해 두뇌나 마음의 상태에 변화를 주어보고 싶다는 것이 주된 목적이다.
단순히 소리만 들려줘서 놔파동조를 일으키는 것이 아니다. 좌뇌와 우뇌에 각각 다른 주파수를 들려줌으로서 양 주파수의 위차를 활용하여 뇌파를 유도한다는 것이 놔파동조(혹은 바이노럴 비트 - Binaural Beats)의 원리이다. 쉽게 예를 들면 8Hz로 뇌파를 유도하고자 한다면 좌측 귀에 120Hz, 우측귀에 112Hz 혹은 128Hz의 소리를 들려주면서 그 차이값(8Hz)을 이용하여 뇌파를 유도하는 것이다. 헤드폰(Headphones)을 끼고 있을 때만 가능하며, 우리가 보통 들을 때는 잘 모르지만 한번에 한쪽 귀에서만 들으면 양쪽 소리의 높낮이가 다르다는 것을 알아차릴 수 있다. 이것은 아직 이론이며 헤미싱크(Hemi sync - 뇌양반구 동조)라고 한다.
그러나 이 효과에 대한 주장도 불분명하다. 어떤 사람에게는 효과가 나타나며, 어떤 사람에게는 전혀 효과 없이 그저 반복된 진동으로 인해 졸림으로 다가올 뿐이다. 기기판매회사나 앱(App)들도 검증된 증거없이 이를 남용하고 있는 실정이다. 연구결과라고 한 것도 실험 대상이나 대조군에 한정성을 보여주고 있고 많은 실험 오류들이 있으며 자체 연구기관을 통하거나 모종의 협력으로 발표가 이루어진 경우가 많아 신뢰할 수가 없다.
현대의 과학은 2019년 현재 어디까지 뇌파에 대해 알고 있는가?
스위스 제네바 대학, 컬럼지아 대학은 사람이 특정 말을 하거나 생각을 할 때 인간은 뇌파를 발산한다는 것에 착안하여 이를 디지털 신호화하여 완벽하지는 않지만 어느정도 단어나 문장으로 표현할 있어 그 사람이 무엇을 생각하고 있는지 대략적으로 밝히는 것 까지 발전했다. 그렇다면 반대로 그 뇌파신호를 기준으로 그 사람에게 잠재의식에 어떤 문장이나 사상을 주입할 수 있을가? 이것은 다른 문제이다. 뇌파의 발산과 수용은 서로 다르기 때문이다.
2014년 6월 12일, MIT 공대 신경과학자(Neuroscientist)인 에반 안졸아토스 교수와 밀러 교수는 선조체(STR)에서 나오는 뇌파와 전두엽 전부(PFC)에서 나오는 뇌파가 동조화 되면 학습의 효율이 눈에띄게 높아진다는 것을 발견하며 뉴런(Neuron)에 논문을 발표하였다. 이로서 학습 속도가 느린 사람들에게 외부에서 동조 뇌파를 쏘아준다면 학습 속도에 발전을 줄 수 있다는 것을 시사한다.
최근 와이브레인(YBrain)에서는 바이너럴 비트가 아닌 '경두개직류자극치료술(transcranial direct currents stimulation, TDCS)'의 원리를 이용한 전두엽 자극기를 선보였다. 뇌 속 뉴런을 자극하기 위해 자기장을 이용하는 것으로 주요 이용 대상은 강박증 및 우울장애 환자 등이다. 효과가 있다는 발표가 있지만 정확한 원리는 아직도 밝히는 중인것으로 알고 있다.
현재 시중에 나와 있는 바이노럴 비트는 정말 효과가 있는 것인가?
답은, "있을수도 있고 없을수도 있다." 이다.
이에 대한 체계적 연구도 없을 뿐더러 많은 곳에서 1973년 미국 시나이메디컬 센터의 제럴드 오스터(Gerald Oster, 1918-1993년) 박사에 의해 연구가 급진전이 이루어졌다고 하지만, 이것이 바이노럴 비트가 효과가 있다는 것을 증명하는 논지는 못된다. 오히려 그가 발표한 것은 소리가 장애를 어떻게 도울지에 관한 현대과학적 질문과 접근, 그리고 관련성을 새롭게 부여했을 뿐이다. 그는 바이노럴 비트로 치료를 수행하거나 연구하지는 않았는데 많은 사람들은 이 사람의 이름을 언급한다. 그것도 '의료기기'라는 이름으로 팔리는 제품의 홈페이지나 앱(App)에도 말이다.
적어도 업체나 과련 개발자라가 이 사람의 논문을 제대로 읽어봤다면 얼굴을 붉히면서 당장 내용을 빼 버릴 것이다.
우리는 아직 이 효과에 대해 정확한 측정 데이터가 없다. '연구소' 라고 이름붙여진 곳들을 믿지 말라, 그들은 과학이라는 명목하에 유사과학을 연구하는 분야들이 대부분이다. 당장 나도 "마음관계과학연구소" 라고 이름 짓고 달랑 100만원 들고 법인을 세우고 홈페이지를 만들면 무지한 사람들에게 곧바로 '권위'를 세울 수 있다.
설령 뇌파동조를 일으켜서 8Hz를 만들었다고 해보자. 단지 위차로만 가능하다면 어떤 주파수에서든 가능한데, 높은 주파수에서 양쪽 귀에 8Hz의 차이를 두고 들려준다면 머리만 아플 것이고 청각은 손상 될 것이다. 사람은 일반적으로 귀로 인지할 수 있는 주파수 영역(가청주파수)은 20~20,000Hz(20kHz)이다. 이 안에서 만약 누가 한쪽 귀에 10,000kHz, 다른 한쪽 귀에 10,008kHz 를 들려주면 어떻겠는가? 누군가에게는 도움이 될 수도 있지만 어떤이에게는 심각한 스트레스와 청력저하를 가져올 수도 있다.
효과를 보았다고 하는 사람도 이것이 플라시보 효과일지 아니면 단순히 소리에 집중해서 자신의 의지에 의하여 뇌파가 변형된 것인지, 마음가짐에 따라 변화된 건지 알 수도 없는 것이다.
당장에 구글링을 해 보아도 알 수 있듯이 대학이나 국가연구기관 혹은 소속 연구소나 부설연구소에서 바이노럴 비트에 대한 제대로 된 연구와 검증은 이루어져 있지도 않다.
과학적 증거나 체계적 연구 및 검증 없이 "오랫동안 다년간 연구의 결과로~" 라고 시작하면서 막연히 뇌 영상 이미지를 보여주는 것에 대해 당신은 어떻게 생각하는가?
이는 소비자를 기만하고 있는 것과 같다.
2023. 02. 07 추가 -----------------------------
· 고발당한 국내 업체 : http://barunmd.or.kr/sub/sub03_01.php?mode=view&idx=139
· 해외 논문 얘기가 나와서 남기는 것이지만, 스페인 바르셀로나 대학에서 했던 연구에서는 다음과 같이 결론 내린 적이 있다. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnhum.2017.00557/full
This study has provided a thorough research on the potential effects of binaural-beat stimulation on enhancing EEG activity on specific frequency bands. Our aim was to verify the theoretical assumption on the effects of binaural beats in both EEG rhythms and psychophysiological responses. The literature on the field was inconclusive: we reviewed studies on the effects of binaural beats in EEG oscillatory activity, as well as on the effects of binaural beats in measures related with autonomic responses. We performed an experimental design using rigorous methodological controls, with baseline-treatment-washout sessions and treatment vs. “placebo” condition (a beat with the same frequency, but generated acoustically).
No effects of binaural-beat stimulation on EEG spectral power occurred with beat frequencies belonging to theta, alpha, beta, or gamma EEG ranges, as well as with those belonging to upper gamma band. On the other hand, our measures of heart rate and skin conductance did not support the effect of binaural beats on emotional arousal. Thus, our results altogether do not support binaural beats as a potential brainwave entrainment tool, nor they suggest any beneficial effect on clinically relevant dimensions.
번역 : 이 연구는 특정 주파수 대역에 대한 EEG 활성 향상에 대한 바이노럴 비트 자극의 잠재적 영향에 대한 철저한 연구를 제공했다. 우리의 목표는 EEG 리듬과 심리 생리학적 반응 모두에서 바이노럴 비트의 영향에 대한 이론적 가정을 검증하는 것이었다. 이 분야에 대한 문헌은 결론적이지 않았다. 우리는 EEG 진동 활동에서 바이노럴 비트의 영향뿐만 아니라 자율 반응과 관련된 측정에서 바이노럴 비트의 영향에 대한 연구를 검토했다. 우리는 기준선-처리-세척 세션과 처리를 사용하여 엄격한 방법론적 제어를 사용하여 실험 설계를 수행했다. "동일한" 상태(동일한 주파수를 가지지만 음향적으로 생성되는 비트).
베타, 알파, 베타 또는 감마 EEG 범위에 속하는 비트 주파수뿐만 아니라 상위 감마 밴드에 속하는 주파수에서도 EEG 스펙트럼 파워에 대한 바이노럴 비트 자극의 영향은 발생하지 않았다. 반면, 심박수와 피부 전도도에 대한 우리의 측정은 감정적인 흥분에 대한 바이노럴 비트의 효과를 지지하지 않았다. 따라서, 우리의 결과는 잠재적인 뇌파 엔터테인먼트 도구로서 바이노럴 비트를 지원하지 않으며, 임상적으로 관련된 차원에 유익한 효과를 제안하지도 않는다.
