심장박동 신호 해석을 이용한 유아의 소리신호 반응에 관한 연구

Abstract

생체 신호의 특성을 분석하기 위한 연구가 물리학 분야에서 활발하다. 비선형 동역학과 정보이론을 기반으로, EEG나 ECG 및 fMRI, PET 등 여러 가지 전기생리학적 특성을 실시간으로 확인하여 볼 수 있는 장비들이 연구의 도구로 이용되기 시작하면서 연구 속도는 실로 놀라울 정도로 증가해 가고 있는 실정이다. 이미 미국에서는 생체 물리학분야는 물리학 분야보다 더 큰 영역을 차지하고 있으며, 연구 자금에 있어서도 훨씬 더 큰 자금 기반을 토대로 지식이 쌓이고 있는 실정이다.

이곳에서 소개된 내용들은 아직도 연구가 한창인 분야이면서, 물리학자들이 참여한지 얼마 안 된 분야이므로, 생리학적 기제와 물리학적인 특성이 아직은 구체적으로 하나의 모델에 의해 확립된 분야는 아니다. 그럼에도 최대한 다양한 내용들을 기본적인 수준에서 포괄하여 보고자 하였지만, 시간적으로 쉽지는 않았던 것 같다.

본 논문에서는 multifractality특성을 갖는 심장의 신호[26]를 분석함에 있어서, 가장 기본적으로 이용되고 있는 LF-HF 분석법을 기반으로 여러 가지 분산분석법을 적용하였으며, scaling exponent를 이용하는 방법도 적용하여 보았다. 또한, 언어적인 분석법을 통해서도 전체적으로 비슷한 결과를 유출하여 낼 수 있었다. 물론, 적용 대상이 평범하지는 않은 태교 그룹에서도 태아시절 소리자극을 받은 유아들에 대한 심전도 특성을 분석한 것이므로 매우 특이적인 결과를 보인다. 게다가 더욱 눈여겨 보아야 할 것은 현재로서 가장 믿을만한 measure로 인정받고 있는 Hurst Exponent와 DFA에서 나타난 결과이다. 즉, 교호작용(interaction)이 존재한다는 내용인데, 이는 태아시절의 소리자극이 5개월 이후의 유아에게 있어서도 의미있는 반응을 만들어 내도록 하고 있다는 점이다. 물론, 이러한 의미가 긍정적인가 혹은 부정적인가 하는 것은 생리학적인 면에서는 해석하지 않았다. 그러나, 또 다른 생리학적 결과들과 더불어 다른 measure들의 특성과 함께 비교한다면 그 의미를 충분히 추적할 수 있으리라 보인다.