뇌파 시각 디코딩 정확도 97.83%의 비밀: 웨이블릿 변환이 뇌 연결성 분석을 앞섰다
뇌파의 복잡한 연결망보다 순간적인 주파수 에너지 변화를 세밀하게 분해하는 웨이블릿 변환이 시각 자극 분류의 새로운 가능성을 보여준다. 사람이 숫자 ‘0’을 바라볼 때와 아무것도 없는 빈 화면을 바라볼 때, 뇌에서는 서로 다른 전기적 흔적이 생긴다. 두피에 부착한 전극은 이 미세한 변화를 뇌파, 즉 EEG 신호로 기록한다. 그러나 수많은 주파수와 잡음이 뒤섞인 파형만 보고 사람이 무엇을 보고 있는지 알아내는 일은 쉽지 않다. 그동안 연구자들은 뇌의 여러 영역이 서로 어떻게 정보를 주고받는지에 주목했다. 두 전극 사이의 신호가 얼마나 함께 움직이는지를 측정하는 코히어런스, 한 신호가 다른 신호의 변화를 예측하는지를 분석하는 그랜저 인과성 등이 대표적인 방법이다. 시각 정보가 뇌의 여러 영역을 거쳐 처리되는 만큼, 뇌 영역 사이의 연결 관계를 해독하면 사람이 무엇을 보고 있는지 알아낼 수 있으리라는 생각이었다. 그러나 2026년 학술지 AI 에 발표된 연구는 다른 가능성을 보여주었다. 복잡한 뇌 연결망을 추적하는 것보다 각 전극에서 순간적으로 변하는 주파수 에너지를 세밀하게 분해하는 방법이 특정 시각 자극을 구분하는 데 더 효과적일 수 있다는 결과였다. 세 종류의 뇌파 데이터로 비교한 시각 자극 분류 연구진은 세 종류의 공개 EEG 데이터세트를 사용했다. 첫 번째 MindBigData MNIST 데이터는 한 사람이 숫자와 빈 화면을 바라볼 때 14채널 장비로 기록한 뇌파였다. 연구진은 이 가운데 숫자 ‘0’과 빈 화면을 구분하는 이진 분류 과제를 만들었다. 각 범주에서는 150개의 시행 데이터를 사용했다. 두 번째 MindBigData MNIST-8B 데이터도 숫자 ‘0’과 빈 화면을 구분하는 과제였다. 원래 128채널로 측정된 데이터였지만 연구진은 첫 번째 데이터와 조건을 맞추기 위해 14개 채널만 골라 분석했다. 첫 번째 데이터의 숫자 모양이 언제나 같았던 것과 달리, 이 데이터에는 손으로 쓴 다양한 형태의 숫자...