뇌 내부를 드러내는 복잡한 파동
원제: Surprisingly complex waves reveal the brain's inner workings
왜 중요한가
뇌 파동의 기능적 역할이 규명되면 신경 질환 치료와 뇌-컴퓨터 인터페이스 설계에 새로운 방향을 제시할 수 있다.
2026년 9월 30일, Quanta Magazine은 대뇌피질을 이동하는 신경 파동이 기존에 알려진 것보다 훨씬 복잡하다는 최신 연구를 보도했다. 시카고대학 Joshua Jacobs 등 연구팀이 Nature Communications에 발표한 논문에 따르면, 소스 파동·싱크 파동·나선형 파동 등 다양한 패턴이 존재하며, 각각 특정 행동 과제와 연관된다.
뇌는 에너지의 약 절반을 뉴런의 전기화학적 기울기 유지에 소비한다. 이 집단적 전기 활동은 파동 형태로 뇌 전체를 이동하며, 전통적으로 단순한 평면파(planar wave)로 측정·해석되어 왔다. 뇌가 작동 중이라는 신호 정도로만 여겨졌던 것이다.
2026년 4월 Nature Communications에 발표된 연구에서 연구팀은 두개내 전극으로 이동 파동을 측정해 세 가지 유형을 관찰했다. 특정 지점에서 방사되는 소스 파동, 한 곳으로 수렴하는 싱크 파동, 그리고 소용돌이 형태의 나선형 파동이 각각 다른 행동 과제와 뚜렷하게 연관됨을 확인했다.
MIT의 인지신경과학자 Earl K. Miller는 "이 분야 연구의 흐름이 '파동이 관련 있는가?'에서 '파동은 피질이 정보를 처리하는 핵심 방식이다'로 이동하고 있다"고 말했다.
뉴런 간 연결은 변화하는 데 수일에서 수개월이 걸리지만, 행동 적응은 수초 내에 이루어져야 한다. 이 격차를 메우는 메커니즘으로 대규모 이동 파동이 실시간으로 뇌 활동을 재편성한다는 가설이 주목받고 있다. 다수의 신경과학자들은 이 파동 패턴이 깨어 있는 동안의 행동 수요에 맞춰 뇌를 동적으로 조율하는 역할을 한다고 본다.