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"AI 교육, 스웨덴 전철 밟지 말아야"…'읽는 뇌' 석학, 韓 미래 교육에 '경고등'

'읽는 뇌' 연구의 세계적 석학이 무분별한 디지털 교육의 위험성을 경고하며 한국 사회에 근본적인 교육 패러다임 전환을 촉구하고 나섰다. 인공지능(AI) 기술이 교육 현장에 스며드는 가운데 아이들의 뇌 발달 단계를 고려하지 않은 성급한 기술 도입이 오히려 비판적 사고 능력의 퇴화를 불러올 수 있다는 지적이다. 메리언 울프 UCLA '난독증·다양한 학습자·사회 정의 센터' 소장과 박형빈 서울교대 교수(신경윤리·가치AI융합교육연구소 소장)는 지난 28일 'AI 시대의 아동 뇌 발달'을 주제로 대담을 진행했다. 이번 대담은 UCLA(난독증·다양한 학습자·사회 정의 센터)-서울교대(신경윤리·가치AI융합교육연구소) 양 기관의 공동 연구를 위한 양해각서(MOU) 체결을 앞두고 마련됐다. 울프 소장은 먼저 인간의 뇌가 읽기 능력을 타고나지 않는다는 점을 분명히 했다. 그는 "인간은 읽도록 태어나지 않았다"며 "읽기를 발명하면서 인간의 뇌는 언어, 운동, 정서 등 기존에 있던 여러 회로를 연결해 완전히 새로운 회로를 스스로 만들어내야 했다"고 설명했다. 이 회로가 어떻게 형성되느냐에 따라 사고의 깊이가 달라진다는 것이다. 더불어 단순히 정보를 얻는 '얕은 읽기'와 비판적 분석이 동반되는 '깊이 읽기' 사이에는 거대한 간극이 존재한다고 강조했다. 그는 "깊이 읽기는 뇌가 추가적인 시간을 들여 배경지식과 추론, 공감, 비판적 사고를 총동원하는 과정"이라며 "반면 얕은 읽기는 정보를 훑어보는 것에 그쳐 사고의 본질과 질에서 심연과 같은 차이가 있다"고 말했다. 문제는 디지털 환경과 생성형 AI가 이런 '깊이 읽기' 능력을 위협한다는 점이다. 울프 소장은 AI를 단순한 도구로 여기는 것은 큰 오산이라고 지적했다. 그는 AI가 인간의 내면 의식까지 바꾸는 '변혁적 존재'에 가까우며 특히 비판적 사고 회로가 발달하지 않은 아이들에게 미칠 수 있는 막대한 영향력을 경계해야 한다고 강조했다. 울프 소장은 "우리 아이들은 '챗GPT' 같은 기술을 현명하게 사용하는 데 필요한 평가적, 비판적, 분석적 지식을 충분히 발달시키지 못한 상태"라며 "스스로 글을 쓰는 경험 없이 AI에 의존하면 뇌의 작문 회로는 제대로 발달할 기회조차 얻지 못할 것"이라고 우려했다. 이어 "최근 MIT 연구에서 AI로 과제를 쓴 학생들이 내용을 전혀 기억하지 못한 것이 그 방증"이라고 지적했다. 이에 대한 대안으로 울프 소장은 최소 10세에서 12세까지 아동을 위한 '이중언어 뇌(bi-literate brain)' 교육 모델을 제안했다. 인쇄물 기반의 교육으로 깊이 읽기 능력을 탄탄하게 다지는 동시에 코딩이나 프로그래밍 같은 디지털 기술을 '병행' 학습시켜 두 가지 역량을 균형 있게 발달시켜야 한다는 것이다. 특히 그는 한국의 교육 정책 입안자들을 향해 구체적인 경고 메시지를 던졌다. 울프 소장은 "스웨덴은 모든 교육 자료를 디지털화했다가 학생들의 성적이 떨어지는 결과를 맞았다"며 "노르웨이가 내게 의견을 물었을 때 '스웨덴의 사례를 따르지 말라'고 조언했다"고 말했다. 이어 "한국 역시 신중하게, 아주 신중하게 생각해야 한다"고 역설했다. 이러한 능력의 상실은 단순히 교육 문제를 넘어 사회 전체의 위기로 번질 수 있다. 깊이 읽기를 통해 타인의 관점을 이해하는 공감 능력이 길러지기 때문이다. 그는 "우리는 타인의 입장이 될 수 있어야만 인간성이 사라진 사회가 되는 것을 막을 수 있다"며 "깊이 읽기가 민주주의 사회의 근간"이라고 말했다. 마지막으로 울프 소장은 한국 사회가 교육에 대한 높은 열의를 바탕으로 전 세계에 새로운 해법을 제시하는 선도자가 돼달라고 도전 과제를 던졌다. 그는 "인간 발달에서는 효율성보다 노력이 더 중요하다"며 "효율성을 향한 우리의 탐욕스러운 욕망보다 뇌가 스스로 생각하려는 노력이 우선돼야 한다"고 강조했다.

2025.09.29 17:13조이환

똑똑한 자녀 만들려면..."두뇌성장 12~18세때 좌우"

인간의 두뇌 발달에서 가장 중요한 시기가 12세부터 18세까지라는 것이 과학적으로 입증됐다. 기초과학연구원(IBS)은 뇌과학 이미징 연구단 홍석준 참여교수(성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수) 연구팀이 아이들 뇌 영상을 성장 시기별로 분석한 결과 이같이 나타났다고 19일 밝혔다. 연구팀은 뇌의 외적(시각 등) 정보처리와 내적(대뇌피질 등) 정보처리를 담당하는 대규모의 '기능적 전뇌 네트워크'(functional brain network)가 형성되는 과정을 성장 시기별로 분석했다. '기능적 전뇌 네트워크'는 뇌의 7가지 영역(청각, 시각 등의 신호 처리)이 상호작용해 특정 작업이나 상태를 유지하는 시스템을 말한다. 신경 활동의 동시성이나 상관관계를 통해 식별된다. 또 뇌의 발달 과정에서 뇌의 중심부 '시상'(thalamus)과 '대뇌피질'(cerebral cortex) 간 연결성이 뇌 기능 분화의 핵심으로 두뇌발달의 정도를 결정한다. '시상'은 다양한 감각 정보를 대뇌피질에 전달 및 처리하는 중계기 정도 된다. 또 '대뇌피질'은 인지 기능, 감각 처리, 운동 조절, 언어, 기억, 감정 등을 담당한다. 연구팀은 "뇌의 발달 과정에서 시상이 대뇌피질의 기능적 세분화에 미치는 영향, 즉 외부 네트워크와 내부 네트워크에 어떤 영향을 미치는지 조사했다"며 "이 시상-대뇌피질 연결성이 뇌 발달 초기 단계와 이후 단계에서 서로 다른 역할을 한다는 점을 확인했다"고 말했다. 연구팀에 따르면 생후 29~44주 유아기에는 감각 정보 영역이, 12~18세에는 '현저성 네트워크'와의 연결성을 주축으로 내부 모델링 영역이 발달한다는 것이다. '현저성 네트워크'는 뇌가 감각으로 들어온 신호를 인지하고, 처리하는 연결성을 말한다. 홍석준 IBS 뇌과학 이미징 연구단 참여교수는 "시상-대뇌피질 연결성이 내·외적 정보처리 과정을 담당하는 기능적 전뇌 네트워크 초기 형성과 발달에 기초 틀을 제공한다는 것을 처음 밝혔다"고 말했다.정리하면 12~18세 사이가 두뇌 발달에 가장 중요한 시기라는 것이다. 홍 교수는 “태아의 뇌가 형성될 때 시상이 중요한 역할을 한다고 알려져 있었지만, 태어난 이후에도 시상이 기능적 전뇌 네트워크 발달에 영향을 미쳤다"며 “내·외적 시스템 발달 부진으로 나타나는 자폐나 조현병 등 다양한 뇌 질환의 기전을 이해하는 데 기여할 것"으로 기대했다. 연구결과는 국제학술지 '네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)' 온라인판(6.10일)에 게재됐다.

2024.06.19 13:45박희범

'MRI 석학' 김성기 IBS 단장, 아시아 첫 ISMRM 골드메달

김성기 기초과학연구원(IBS) 뇌과학 이미징 연구단장(성균관대 바이오메디컬공학과 석좌교수)이 MRI(핵자기공명) 분야 국제학술대회인 국제자기공명의과학회(ISMRM)에서 아시아 최초로 골드메달을 수상했다. 시상식은 지난 6일 ISMRM이 열린 싱가포르에서 진행됐다. ISMRM 골드메달은 자기공명 분야에 관한 연구 업적을 평가해 매년 가장 우수한 2~4명의 연구자에게 수여한다. 김 단장은 지난 1992년 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 뇌의 산소포화도 변화를 세계 처음 측정해 관심을 끌었다. 김 단장은 미국 피츠버그대 폴 로터버(Paul Lauterbur) 석좌교수로 활동하다, 2013년 IBS에 합류했다. 폴 로터버는 MRI를 발명한 공로로 2003년 노벨생리의학상을 받은 인물이다. 피츠버그 대는 그를 기리기 위해 '폴 로터버 석좌교수직'을 만들었다. 김 단장은 현재 뇌세포에서 일어나는 현상과 MRI에 찍히는 신호의 상관관계를 밝혀내는 연구를 진행 중이다. 김 단장은 “IBS 뇌과학 이미징 연구단은 세계 최고 수준의 사람용(7 테슬라, 1테슬라는 지구 자장의 2만배 수준) 및 동물용(15.2 테슬라) 초고자장 MRI 시설을 보유하고 있다”며, “최고의 MRI 연구 시설인 IBS-성균관대 N 센터를 한국에 설립하는 등 기초 연구로 이 같은 결실을 거뒀다"고 말했다. 한편 ISMRM은 58개국 8천명의 회원을 보유했다.

2024.05.07 17:46박희범

"사람 부정적 감정 예측 우울증 진단 가능"

다른 사람의 긍정적 부정적 생각을 읽어 우울증이나 외상후 스트레스 장애 등을 진단, 치료할 수 있는 길이 열렸다. 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영)은 뇌과학 이미징 연구단 우충완 부연구단장(성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수) 연구팀이 사람의 흘러가는 생각 속에 담긴 감정을 읽어내는 예측 모델을 개발했다고 11일 밝혔다. 연구팀은 기능적 자기공명영상(fMRI)을 이용해 뇌의 활동 패턴을 측정하고, 데이터 기반 머신러닝을 활용했다. 우 부연구단장은 "사람들의 생각속에 자신도 모르게 부정적인 생각에 빠져 벗어나지 못하는 경우도 많다"며 "우울이나 불안, 외상후 스트레스 장애, 양극성 장애 등을 판별하는 것이 이 연구의 주요 타깃"이라고 말했다. 우충완 부연구단장은 또 "현재는 긍정적이거나 부정적인 생각만을 읽을 수 있으나 향후 실험 범위 확대도 추진할 계획"이라며 "최근엔 감정을 느끼는 AI(인공지능)도 만들려는 노력도 하고 있다"고 설명했다. 연구팀은 먼저 실험 참가자 49명에 대해 fMRI 기기 안에서 본인의 이야기를 읽는 동안 나타나는 뇌의 긍정· 부정 생각에 대한 패턴을 정리했다. 이를 바탕으로 긍·부정 분포도에 따라 총 25개의 조합으로 데이터를 정량화했다. 제1저자인 김홍지 연구원은 “그간 수집된 200명의 뇌 활동 패턴에서도 유의미한 수준으로 긍정 및 부정적 생각을 읽어냈다"며 "실험 조건에 국한되지 않는일상적인 생각의 감정도 해독할 수 있다는 점에서 이 실험의 차별성이 있다"고 말했다. 우충완 부연구단장은 “뇌에서 생각을 읽고자 하는 다양한 시도가 있지만, 생각에 담긴 내밀한 감정에 관한 연구는 거의 이루어지지 않았다”며, “이번 연구는 생각과 감정의 개인차를 이해하는 데 기여할 것으로 기대된다”고 말했다. 연구결과는 국제학술지 '미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)' 온라인판 3월 28일자에 실렸다.

2024.04.11 18:37박희범

김상현 작가 '어린이를 위한 뇌과학 이야기'펴내

'세상의 눈을 키우는' 사회과학 동화 시리즈 26탄이 출간됐다. 출판사 팜파스는 김상현 작가가 집필하고 박선하 웹툰작가가 그림을 맡은 '미래 과학의 필수 과목, 어린이를 위한 뇌 과학 이야기'가 오는 20일부터 시판된다고 5일 밝혔다. 주제는 인공지능에 기반한 뇌과학이다. 4개 파트 총 108페이지로 구성돼 있다. 어린이들의 호기심을 자극하기 위해 '브레인'이라는 탐정을 통해 뇌 과학 수사를 진행하며 어려운 뇌의 기능을 알기 쉽게 설명했다. 첫 파트에서는 뇌의 생물학적 기능 등에 대해 비유적으로 설명한다. 두 번째 파트에서는 뇌 과학의 발전과정과 응용, 뇌과학과 관련한 직업에 대해 알아봤다. 세 번째 파트에서는 뇌와 인공지능 원리를 다뤘다. 또 마지막 네 번째 파트에서는 기억을 주제로 이야기를 풀어간다. 김 작가는 과학전문 칼럼니스트로 활동하며 과학관련 사업을 진행하는 퍼플문을 운영하고 있다. 동아사이언스, 시사저널 등에서 과학과 관련한 글을 써왔다. KAIST 지식재산전략최고위과정에서 최우수 연구상을 받았다. 김 작가는 그동안 ▲어린이를 위한 인공지능과 4차 산업혁명 이야기 ▲어린이를 위한 4차 산업혁명 직업 탐험대(2019 우수과학도서) ▲인공지능 무엇이 문제일까? ▲지구와 미래를 위협하는 우주쓰레기 이야기 ▲미래를 읽다. 과학이슈11 시즌11 ▲미래를 읽다. 과학이슈11 시즌14 ▲미래를 읽다. 과학이슈11 시즌15 등 사회과학도서 7권을 저술했다. 김 작가는 "인공지능과 첨단 과학 기술의 중요성이 점점 높아지며 뇌 과학에 대한 관심도 덩달아 커지고 있다"며 "인공지능은 인간의 뇌를 연구하는 것을 기반으로 발전하는 과학이고, 뇌 과학에 관련된 다양한 연구가 다른 첨단 과학에도 크나큰 영향을 끼치고 있다"고 말했다. 또 김 작가는 "뇌는 인간의 거의 모든 활동을 관장하는 기관이므로 뇌 과학의 발전과 가능성은 미래 인간 사회의 커다란 변화를 내포하고 있어 더 없이 중요하다"며 "뇌 과학은 미래 과학의 필수 과목"이라고 강조했다.

2024.04.05 02:05박희범