아일랜드 트리니티 칼리지(Trinity College) 연구진이 뇌전도(EEG)를 활용한 연구에서 인간의 뇌가 여러 화자가 동시에 말하는 복잡한 환경에서 두 가지 음성 스트림을 일시적으로 동시에 처리할 수 있다는 사실을 밝혀냈습니다. 이는 우리가 대화 중 주의를 전환할 때, 새로운 소리에 집중하기 시작하면서도 이전 소리에서 완전히 벗어나지 않는 짧은 순간이 존재함을 의미합니다.
연구팀은 일반 청력을 가진 성인들을 대상으로 몰입형 다중 화자 환경에서 뇌전도(EEG)를 기록했습니다. 참가자들은 15~30초마다 주의를 다른 음성 스트림으로 전환하도록 지시받았고, 연구진은 시간 반응 함수(Temporal Response Functions, TRF)를 통해 뇌의 신경 추적을 분석했습니다. 그 결과, 주의 전환 시 새로운 목표 음성 스트림에 대한 신경 추적이 이전 목표 스트림에서 벗어나기 전에 나타나는 비대칭적인 참여 및 이탈 과정이 관찰되었습니다. 이는 뇌가 두 가지 음성 스트림을 일시적으로 동시에 인코딩(encoding)한다는 것을 시사하며, 뇌전도 알파(alpha) 파워 감소와 함께 인지적 노력의 변화를 보여주었습니다. 또한, 대규모 언어모델(LLM)을 활용해 어휘 예측 메커니즘을 분석한 결과, 주의 전환 후 어휘적 맥락이 재설정될 가능성도 제기되었습니다.
이번 연구는 복잡한 청취 환경에서 뇌가 유연하게 음성을 처리하는 메커니즘에 대한 중요한 통찰을 제공합니다. 특히, 주의 전환 시 뇌가 정보를 처리하는 방식에 대한 이해를 높여, 보청기(hearing aid)와 같은 청각 보조 기기나 음성 인식 기술 개발에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 여러 소리 중 특정 소리에 더 잘 집중하도록 돕거나, 시끄러운 환경에서도 대화를 명확하게 이해할 수 있도록 하는 기술 발전에 기여할 잠재력을 가지고 있습니다.