구글 모회사 알파벳 우울증을 조기 진단 기기 인공지능 헤드셋 개발

알파벳의 프로젝트 그룹 X가 소셜 미디어를 사용해서 정확도 98%로 우울증을 감지하는 인공지능에 기반한 뇌파 측정 검사기를 개발했다. 보다 쉽게 정신질환을 측정할 수 있는 도구를 제공하기 위한 것이다.

1. 전세계적으로 급증하는 우울증

우울증 등 정신질환으로 세계적으로 의료문제가 급증하고 있다. 세계보건기구에 따르면 전 세계 80억 인구 중에 3억 2천200만 명 이상이 우울증에 시달리고 있고 2억 4천만 명이 불안증을 앓고 있다.

한국에서 주변을 보면 구석 구석에 우울증 가진 사람들이 있다. 호주를 예로 들면 매년 400만 명이 우울증을 겪고 3,000명 이상이 자살로 사망한다.

우울증은 흔히 일어나고 방치되면 치명적 결과를 초래하는 뇌질환이다. 그러나 우울증을 조기에 발견하면 자해, 재발, 자살 등을 예방할 수 있는 뿐만 아니라 영향을 받은 사람들의 삶의 질을 향상시킬 수 있다.

미국 국립 보건원에 따르면 미국 성인 1천730만 명이 한번 이상 우울증을 겪었고, 심각한 자살사고를 경험한 비율은 매년 늘고 있다. 문제는 정신건강의 경우 외부적인 평가가 어렵다는 점이다. 우울증은 증상 조합이 1천가지가 넘고 사람마다 다르게 나타난다.

그래서 우울증 진단은 주로 신경정신과 의사가 대화를 통해 진단하거나 우울증 진단 설문조사지에 의존하고 있는 현실이다. 그러나 이 방법이 안 통해서 병의 발견이 늦어지는 경우가 발생한다.

이러한 진단의 어려움을 개선하기 위해 알파벳의 프로젝트 엠버팀은 기계학습 기술과 뇌파검사(EEG)를 활용해 뇌의 전기적 활동 측정을 했다.

2021년 11월 구글의 모회사 알파벳이 간단하게 우울증을 진단하는 인공지능 기반 장비를 공개했다. 기계의 스스로 학습기술(비 지도 러닝)과 뇌파검사를 활용한다.

뇌파 측정 과정에서 발생하는 잡음을 제거하고, 음성인식을 통해 목소리를 듣고도 우울증을 조기에 진단하는 기술이다. 특정 뇌파의 활동 패턴이 우울증 증상과 일치한다는 신경과학 연구 결과를 바탕으로 진행된다.

해당 연구는 우울증이 뇌내 보상 시스템의 이상에 영향을 끼치는 것을 알아냈다. 우울증에 걸리면 기존에 즐거움을 느끼던 활동에서 즐거움을 느끼는 보상 반응이 이뤄지지 않는다.

프로젝트 팀은 뇌파검사를 통해 보상시스템 반응을 측정해 우울증 여부를 분석하는 진단 방식을 설계했다. 뇌파 측정 중에 발생하는 노이즈를 제거하기 위해 AI연구소 딥마인드의 기계 러닝 학습방법을 활용한 자동 인코더를 적용해서 정확도를 높였다.

측정 방식은 수영모자처럼 생긴 헤드셋을 머리에 쓰고 약 3분에 걸친 테스트를 진행한다. 헤드셋과 연결된 검사 장비는 한 손으로 들 수 있는 크기이고 휴대가능하다.

장비를 제외한 연구 관련 하드웨어 디자인과 뇌파 시각화 도우미, 뇌파 자극 도구 등은 깃허브에 오픈소스로 공개했다. 아직은 이 장비가 우울증과 비슷한 뇌파를 검출하는 수준이지만 이 정도의 수준으로도 기존의 방법보다 우울증을 더 잘 진단할 수 있다.

이 기기가 우울증의 정도 등 자세한 정보를 파악하지 못하는 이유는 우울증과 연계된 단일 증세 표식(바이오 마커)이 아직 확인되지 않았기 때문이다. 그러나 빅데이터 기술과 인공지능 딥러닝으로 해결될 걸로 전망된다.

정신 건강의 복잡성을 감안할 때 “이 증세 표식이 나타나면 딱 우울증이다”는 없을 수 있다. 그러나 인류가 가진 정신질환 진단에 대한 연구는 계속되어 바이오 마커 조합이 찾아질 것이다.