아기와 어른의 뇌는 '같이 놀면 동기화한다'고 밝혀지고, 아기가 어른을 리드하는 경우도 있어

아기와 어른의 뇌는 '같이 놀면 동기화한다'고 밝혀지고, 아기가 어른을 리드하는 경우도 있어

과거의 연구에 의해 「바라보는 두 사람의 뇌는 동기화되고 있다」라고 밝혀졌지만, 그리고 「함께 놀고 있는 아기와 어른의 뇌도 동기화하고 있다」라고 하는 것이, 새로운 연구에 의해 밝혀졌다. 게다가 연구 시 진행된 실험에서는 아기의 뇌가 성인의 뇌를 리드하고 있는 모습도 관찰되었다고 한다.

함께 놀고 있는 아기와 어른의 뇌가 동기화돼 있다는 것을 밝혀낸 것은 프린스턴대 신경과학연구소 엘리제 피아차 등의 연구진이다. 피아차 등은 영유아와 어른의 머리에 기능적 근적외분광법(fNIRS) 측정장치를 달아 소통하는 두 사람의 뇌를 스캔하는 실험을 했다. 실험에는 42명의 영유아와 1명의 어른이 참여했지만 영유아 중 3명은 측정용 헤드셋을 씌울 수 없어 실험에서 제외했다. 또한 21명은 실험 중에 너무 크게 움직여서 정상적으로 측정되지 않았기 때문에 최종적으로 18명의 영유아 데이터가 사용되게 되었다.

실험은 두 차례에 걸쳐 실시되었다. 최초로 진행된 실험에서는 영유아와 어른이 5분간 함께 장난감을 가지고 놀거나 노래를 부르고 '잘자요, 안녕히 주무세요'라는 그림책을 읽는 등 소통했다. 다음으로 진행된 실험에서는 영유아는 자신의 부모와 놀고, 성인 참가자도 영유아를 외면하여 다른 사람과 대화하도록 하였다.

실험 종료 후 뇌 스캔 결과를 분석한 결과 영유아와 성인이 소통한 첫 번째 실험에서는 두 사람의 뇌 활동이 동기화하는 경향이 있었던 반면 다른 방향을 향하고 있던 두 번째 실험에서는 그런 경향이 보이지 않았던 것으로 확인되었다.

이 결과 자체는 대부분의 예상대로였지만, 예상을 뒤엎는 발견도 있었다. 그것은, 학습·계획·실행에 관여하고 있다고 알려진 전두엽전영역(前頭葉前領域)에서의 동기화가, 가장 강력했던 것이다. 그동안 유아기 뇌의 전두엽전영역(前頭葉前領域)는 크게 발달하지 않은 것으로 간주되었으나, 성인과 소통 중인 영유아의 전두엽전영역(前頭葉前領域)는 예상보다 활발하게 작용하는 것으로 나타났다.

연구팀은 또 영유아의 뇌가 어른의 뇌를 '수초간 리드'하는 경우도 있음을 밝혀냈다. 이에 따라 공동연구가 케이시 루 윌리엄스는 아기는 수동적으로 의사소통을 받아들일 뿐 아니라 다음에는 어떤 장난감을 가지고 놀 것인지, 다음에는 어떤 말을 할지 등으로 어른을 앞서는 경우도 있음을 시사했다고 말했다.

피아차는 소통 중인 아기와 성인은 어떤 종류의 피드백 루프를 형성하고 있는 것으로 보이다. 예를 들어 어른의 뇌는 아기가 언제 웃는 얼굴을 할지를 예측하고 있고, 아기도 어른이 어떤 말을 할지를 예측하고 있다. 그 결과로 두 뇌 동기는 공통의 눈높이와 같은 장난감에 대한 관심으로 나타났다며 함께 놀고 있는 어른과 영유아의 뇌가 서로 영향을 주고 있음을 지적했다.

연구진은 앞으로 미취학 아동의 조기 언어학습과 뇌 작용의 관계에 대한 조사를 진행하고, 교육자가 다양한 자녀에 대응할 수 있는 교육방법의 최적화나 자폐증 등 비정형 발달아의 의사소통이 깨지는 구조를 규명하는 것을 목표로 할 것이라고 밝혔다.

Infant and Adult Brains Are Coupled to the Dynamics of Natural Communication - Elise A. Piaza, Liat Hasenfratz, Uri Hasson, Casey Lew-Williams,
https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0956797619878698

Baby and adult brains'sync up'during play, finds Princeton Baby Lab
https://www.princeton.edu/news/2020/01/09/baby-and-adult-brains-sync-during-play-finds-princeton-baby-lab