오랜만에 만나는 친구와 많은 이야기를 나누기 위해 식당을 예약했지만 사람들이 많아 당혹스러울 때가 있다. 목청껏 소리를 내야 할 때도 있지만 큰 소리로 대화하지 않더라도 상대방의 목소리가 또렷하게 들리는 경우가 많다. 반면 사람이 많지 않아도 맞은편에 앉은 대화상대의 이야기가 잘 들리지 않는 경우도 있다. 무슨 이유일까.

미국 컬럼비아대 전기공학과, 주커만 마음·뇌·행동 연구소, 뉴욕 파인슈타인 의학연구소, 뉴욕 주커의대 신경외과, 신경학과 공동 연구팀은 사람의 집중도에 따라 뇌가 다르게 반응하고 청각신호를 받아들이는 정도도 달라진다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 6월 7일자에 실렸다.

사람이 많은 혼잡한 공간에서는 말에 집중하기 어려운 것이 사실이다. 그렇지만 신기하게도 듣기를 원하는 목소리는 시끄러운 환경에서도 완벽하게 듣지는 못하더라도 구분해낼 수 있다. 그렇지만 보청기 같은 음성 증폭 장치는 시끄러운 환경에서는 무용지물인 경우가 많다.

연구팀은 소리가 우리 뇌에서 어떻게 처리되는지 이해하기 위해 뇌수술을 받은 뇌전증 환자에게 전극을 이식해 소리를 들을 때 신경 활동을 기록했다. 실험 참가자들은 시끄러운 환경에서 다양한 크기로 말하는 한 사람의 목소리에만 집중하도록 요청받았다. 연구팀은 이렇게 수집된 신경 기록을 사용해 소리를 들을 때 뇌 활동을 예측하는 시뮬레이션 모델을 만들었다.그 결과 서로 대화를 할 때는 뇌의 1차, 2차 청각 피질이 모두 활성화되지만 시끄러운 곳에서 상대방의 목소리에 집중하는 경우는 2차 청각 피질이 특히 활성화되는 것으로 나타났다. 2차 청각 피질에서는 주변 소음으로 잘 들리지 않는 부분을 보완, 해독해주는 것으로 확인됐다. 그렇지만 시끄러운 환경에서 대화에 집중하지 않는 경우에는 2차 청각 피질이 활성화되지 않는 것으로 나타났다. 상대방의 목소리도 소음 중 하나로 처리된 것이다.

시끄러운 장소에서 상대방의 말을 들을 때 주의를 기울인다면 배경 소음 때문에 놓친 부분을 뇌의 2차 청각 피질이 복구시켜준다는 말이다.

연구를 이끈 니마 메스가라니 컬럼비아대 교수(신경음성공학)는 “보청기는 소리를 잘 못 듣는 사람에게 소리를 증폭시켜주는 장치인데 모든 소리를 똑같이 증폭시키기 때문에 원하는 소리를 듣지 못하는 경우가 많다”라면서 “이번 연구 결과는 집중하고 싶은 음성만 분리해 증폭시켜주는 보청기 만드는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.