VR 헤드셋 쓰니 동공이 '반응'…만성통증 치료 새 길

가상현실(VR)에서 인공지능(AI)과 시선 추적 기술을 결합해 만성 통증을 개인 맞춤형으로 치료하는 길이 열릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

22일(현지시간) 영국 이스트앵글리아대학교(UEA) 연구팀은 VR 과제를 수행하는 동안 뇌가 얼마나 활동하는지를 동공 크기와 눈 깜빡임 패턴의 미세한 변화로 알 수 있다는 사실을 발견했다. 연구 결과는 국제학술지 '사이언티픽 리포트'에 게재됐다.

연구팀은 이번 연구가 실시간으로 치료법을 자동 조절하는 웨어러블 시스템 개발의 토대가 될 것으로 기대한다. 이는 약물 없이 개인에 최적화된 치료를 제공하는 중요한 단계가 될 수 있다.

연구를 이끈 조던 치가리데스 박사는 "만성 통증은 전 세계 약 15억 명에게 영향을 미치는 주요 장애 원인 중 하나"라며 "VR은 사용자를 몰입감 있는 환경에 참여시켜 뇌의 주의를 통증에서 멀어지게 하고 스트레스와 불안을 줄여 통증 완화에 도움을 줄 수 있다"고 설명했다.

그는 "미래 시스템은 눈을 통해 정신적 노력을 읽고 각 개인에 맞춰 실시간으로 치료법을 조정할 수 있다"며 "헤드셋이 정신적 과부하를 감지하면 자동으로 경험을 조절해 치료 효과를 극대화할 수 있을 것"이라고 덧붙였다.

연구에는 관절염, 섬유근육통 등 만성 근골격계 통증 환자 42명을 포함한 총 84명의 지원자가 참여했다. 참가자들은 시선 추적 기술이 탑재된 VR 헤드셋을 착용하고 점점 더 어려워지는 기억력 과제를 수행했다.

그 결과 과제가 정신적으로 어려워질수록 참가자들의 동공이 확장되고 눈 깜빡임 횟수가 증가하는 것이 확인됐다. 이러한 신호 패턴을 분석한 AI 모델은 건강한 지원자 그룹에서 정신적 작업 부하 수준을 최대 88%의 정확도로 구분해냈다.

다만 만성 통증을 앓는 사람들에게서는 AI 모델의 정확도가 현저히 낮아지는 한계도 나타났다. 연구팀은 표준화된 접근 방식이 모든 환자에게 동일하게 적용되지 않을 수 있음을 시사한다고 밝혔다.

연구팀은 향후 시스템이 치료 결정을 내리기 전 각 개인의 눈이 정신적 노력에 어떻게 반응하는지 학습하는 개별적인 조정 과정이 필요할 수 있다고 봤다. 또한 적응형 VR 치료가 실제 환자에게 효과가 있는지 확인하기 위해 더 큰 규모의 연구가 필요하다고 덧붙였다.