두뇌의 자기장을 읽는 기술
안녕! 오늘은 뇌를 엿보는 신기한 기술, 뇌자도(MEG)에 대해 이야기해 볼게. 우리 뇌 속에는 ‘뉴런’이라는 신경세포가 수십억 개 있는데, 얘네들이 서로 정보를 주고받을 때 미세한 전기가 흘러. 물리 시간에 배운 것처럼, 전기가 흐르면 주변에 자기장이 생기잖아? MEG는 바로 이 자기장을 측정하는 기술이야. 머리에 큰 헬멧 같은 장치를 쓰면, 그 안에 있는 초고감도 센서가 뇌세포가 만들어내는 아주 아주 작은 자기장 변화를 감지해 내는 거지. 뇌에 직접 무언가를 하거나 해로운 방사선을 쏘는 게 아니라, 뇌가 스스로 내보내는 신호를 ‘듣는’ 거라서 엄청 안전해. 마치 뇌가 속삭이는 소리를 가만히 엿듣는 것과 같다고 할 수 있지.
뇌의 시간은 그 무엇보다 빠르게 흐른다.
뇌 스캔계의 양대산맥, fMRI vs MEG
뇌 영상 기술하면 fMRI를 많이 들어봤을 거야. fMRI랑 MEG는 뭐가 다를까? fMRI는 뇌의 활동이 활발해지면 그쪽으로 피가 몰리는 현상을 이용해. 즉, 혈류량의 변화를 측정해서 간접적으로 뇌 활동을 보는 거지. 이건 ‘어디가’ 활성화되는지 보는 데 강점이 있어. 반면에 MEG는 신경세포의 전기 활동이 만드는 자기장을 직접, 그것도 밀리초(1/1000초) 단위로 측정해. 그래서 뇌 활동이 ‘언제’ 일어나는지 시간적인 흐름을 보는 데는 독보적이야. 정리하자면, fMRI가 뇌 활동의 정밀한 ‘지도’라면, MEG는 뇌 활동의 순간적인 타이밍을 잡아내는 ‘초고속 카메라’ 같은 거라고 생각하면 쉬워.
MEG 스캔, 궁금한 이야기
안전할까? 아프진 않아?
결론부터 말하면, MEG는 지금까지 개발된 뇌 영상 기술 중 가장 안전한 방법 중 하나야. X-ray나 CT처럼 방사선을 사용하지도 않고, MRI처럼 강력한 자기장을 몸에 걸어주는 것도 아니거든. 그냥 뇌에서 자연적으로 발생하는 아주 미세한 자기 신호를 수동적으로 듣기만 하는 원리라서, 임산부나 아기들도 검사를 받을 수 있을 정도야. 검사 과정도 전혀 아프지 않아. 그냥 가만히 앉거나 누워서 헬멧 같은 기계를 쓰고 있으면 끝! 다만, MEG 센서가 워낙 예민해서 작은 움직임이나 주변의 자기장에도 영향을 받기 때문에, 검사 중에는 최대한 움직이지 않고 편안한 상태를 유지하는 게 중요해.
뇌전증 수술의 내비게이션
MEG가 가장 활약하는 분야 중 하나는 바로 뇌전증이야. 뇌전증은 뇌의 특정 부위에서 비정상적인 전기 신호가 갑자기 발생하는 질환인데, 약물로 조절되지 않는 심한 환자들은 수술을 하기도 해. 이때 가장 중요한 건 문제의 원인이 되는 뇌 부위를 정확하게 찾아내서 제거하는 것! MEG는 뇌의 비정상적인 전기 신호가 어디서, 언제 시작되는지를 밀리초 단위로 추적할 수 있어서, 마치 내비게이션처럼 수술해야 할 정확한 위치를 콕 집어주는 역할을 해. 덕분에 의사들은 건강한 뇌 조직은 최대한 보존하면서 문제 부위만 정밀하게 제거할 수 있게 되는 거지. 환자의 안전과 수술 성공률을 높이는 데 아주 결정적인 도움을 주는 셈이야.
수술 전, 뇌 기능 지도 그리기
뇌종양 같은 문제로 뇌 수술을 해야 할 때, 의사들이 가장 걱정하는 것 중 하나는 수술 중에 언어나 기억 같은 중요한 기능을 담당하는 뇌 영역을 다치게 하는 거야. 그래서 수술 전에 환자 개인의 ‘뇌 기능 지도’를 미리 그려두는데, 이때도 MEG가 활약해. 환자가 MEG 장치를 쓰고 누워서 간단한 언어 과제나 기억력 테스트를 수행하면, MEG가 실시간으로 어떤 뇌 영역이 활성화되는지를 보여줘. 예를 들어, 단어를 들려주고 그게 무슨 뜻인지 생각하게 했을 때 뇌의 언어 중추가 반짝! 하고 활성화되는 걸 포착하는 거지. 이 정보를 통해 의사는 수술 시 피해야 할 핵심 영역을 미리 파악하고, 훨씬 안전하게 수술 계획을 세울 수 있어.
- LVIS Neuromatch – Explore advanced AI solutions for neuroscience.
- Neuvera – Discover more about cognitive assessment and brain health.