요즘은 ‘말’을 잘하는 사람이 주목받는 세상이다. 대중 앞에서 말을 하는 것은 물론 상대와 대화할 때도 분위기를 부드럽게 이끌어가는 사람이 있는가 하면 대화가 끝난 뒤 이상하게 기분 나쁘게 만드는 사람도 있다. 과연 대화에서 중요한 것은 무엇일까. 말의 내용일까, 아니면 말의 형식일까. 뇌 인지 과학자들이 대화에 있어서 중요한 요소를 새로 밝혀내 눈길을 끈다.

미국 위스콘신-메디슨대 언어 신경과학 연구실, 피츠버그대 의대 신경외과, 정신건강의학과, 생체공학과, 신경과학 연구센터, 텍사스 오스틴대 신경언어학 연구실, 노스웨스턴대 커뮤니케이션과학 및 장애학과, 프랑스 엑스 마르세이유대 공동 연구팀은 뇌 분석을 통해 사람들이 대화할 때 중요한 것은 뭐라고 말하느냐가 아니라 ‘어떻게 말하는가’라는 사실을 규명했다고 7일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초 과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 3일 자에 실렸다.

연구팀은 중증 뇌전증 때문에 언어 기능을 담당하는 뇌 피질 깊은 곳에 전극을 이식받는 수술을 한 청소년 환자 11명을 대상으로 청각 정보 처리, 특히 뇌가 말의 억양을 어떻게 해석하는지 조사했다. 일반적으로 언어 소통 연구는 비침습적 방법을 사용하는데, 일반인을 대상으로도 실험할 수 있지만, 정확도가 떨어진다. 그렇지만, 뇌전증 환자들은 뇌 깊이 전극을 이식받았기 때문에 뇌의 움직임과 변화를 더 정확하게 파악할 수 있다. 연구팀은 실험 대상자들에게 다양한 버전의 ‘이상한 나라의 앨리스’ 오디오북을 들려주면서, 뇌 활동을 실시간으로 추적 조사했다.

분석 결과, ‘헤슬 이랑’(Heschl’s gyrus)이라고 알려진 청각 처리 뇌 영역이 음성의 미묘한 음높이 변화를 단순한 소리가 아니라 의미 있는 언어 단위로 인식해 처리한다는 것을 발견했다. 해슬 이랑이 말속 억양을 분석해 강조점, 의도, 초점을 이해하는 데 도움을 준다는 말이다. 헤슬 이랑은 오랫동안 단순히 들려오는 소리를 처리하는 영역으로만 알려졌다. 이는 그동안 청각 정보를 처리하고 억양을 인지해 언어를 이해하는 부위는 상측두회(superior temporal gyrus)라는 통념을 뒤집는 것이다.

연구팀은 비인간 영장류를 대상으로 비슷한 연구를 실시했지만, 이들의 뇌는 같은 음향 정보를 받아들이더라도 인간과 같이 처리하지 못하는 것으로 나타났다.

연구를 이끈 바라스 찬드라세카란 노스웨스턴대 교수는 “이번 연구는 의미를 전달하는 음높이의 미세한 변이가 뇌에서 어떻게 처리되는지를 조사한 첫 연구”라며 “초기 억양 처리를 이해하면 자폐증, 뇌졸중 환자의 억양 장애, 언어 학습 등에 새로운 방향을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다. 또 이번 연구는 인공 지능 기반 음성 인식 시스템이 억양을 더 잘 처리할 수 있도록 도울 것이라고 덧붙였다.